AOL2 Fontes Alternativas e Conversao de Energia 2022-1

Prévia do material em texto

Conteúdo do exercício
Módulo B - 86947 . 7 - Fontes Alternativas e Conversão de Energia - T.20221.B
TE AJUDOU? CURTE E SALVA!
Pergunta 1 -- /1
#PraCegoVer: visão frontal de uma máquina elétrica, representada pelo rotor e estator. O estator é uma coroa visto frontalmente, com o rotor 
dentro e um entreferro, sendo este um cilindro com base oval, que torna-se um círculo oval visto de frente. Além disso, o estator está 
alimentado por dois fios externos, permitindo que circule então através deste a corrente i, que produzirá um fluxo magnético e movimentará o 
rotor, cuja posição angular é contabilizada conforme avaliação entre eixos do rotor e estator, pelo ângulo θ.
Para este sistema deseja-se calcular o conjugado e a força desenvolvida, em função do deslocamento angular e do linear, considerando que a 
corrente vale 1 A e que:
Capturar8.PNG
Resposta corretaV
I
IV
III
10/10Nota final 
Avaliação On-Line 2 (AOL 2) – Questionário
Considere o esquemático a seguir, de uma máquina elétrica representada pelo estator e o rotor, na visão frontal:
Capturar9.PNG
II
Pergunta 2 -- /1
Existem diversas formas de se obter as principais relações de funcionamento um sistema ou dispositivo 
eletromecânico, como o conjugado, a força desenvolvida e a tensão induzida, por exemplo.
Assim, sobre estas deduções matemáticas assinale a alternativa que apresenta duas relações corretas para 
obtenção do(s) parâmetro(s) citado:
Resposta corretaConjugado e força desenvolvida: relações de energia e coenergia.
Pergunta 3 -- /1
#PraCegoVer: Representação da tensão induzida, em vista frontal do esquemático da máquina, devido ao estabelecimento de um campo 
magnético por um polo norte à esquerda e o sul à direita, visto pelas setas com linhas pontilhadas (B ) saindo em direção ao polo sul. Este 
campo fará com que o rotor entre em rotação, como 
Capturar4.PNG
Forças mecânica e eletromotriz: relações diretas pela tensão e corrente do circuito elétrico que modela o 
dispositivo eletromecânico.
Conjugado e força eletromotriz: relação de coenergia e por parâmetros do circuito magnético como a 
relutância.
Conjugado: relação de coenergia e através dos parâmetros de impedância e corrente do circuito 
magnético que modela o dispositivo eletromecânico.
Forças magnéticas e mecânicas: relações diretas pela tensão e corrente do circuito magnético que 
modela o dispositivo eletromecânico.
Considere as tensões induzidas em um sistema formado por um estator e rotor de uma máquina elétrica, sendo que 
este último pode ser considerado para análise como uma espira de fio único:
indicado pela seta da velocidade angular, em sentido antihorário, representado aqui como um objeto circular. Ademais, é demonstrada o vetor 
distância r, do eixo de rotação e são considerados pontos a até d, demonstrando as contribuições de tensão induzidas, Vab e Vcd, sendo que a 
primeira aponta para cima e a segunda para baixo, denotando o sentido do movimento.
Caso seja conhecido que a densidade do campo magnético é de 0,5 T, que a espira move-se com velocidade de 
100 m/s, com comprimento de 0,1 m e que o ângulo formado entre os vetores campo e velocidade é 30°, calcule a 
tensão induzida correspondente:
Resposta correta5 V.
10 V.
2 V.
15 V.
10,5 V.
Pergunta 4 -- /1
#PraCegoVer: representação da tensão induzida, em vista frontal do esquemático da máquina, devido ao estabelecimento de um campo 
magnético por um polo norte à esquerda e o sul à direita, visto pelas setas com linhas pontilhadas (B ) saindo em direção ao polo sul. Este 
campo fará com que o rotor entre em rotação, como indicado pela seta da velocidade angular, em sentido antihorário, representado aqui como 
um objeto circular. Ademais, é demonstrada o vetor distância r, do eixo de rotação e são considerados pontos a até d, demonstrando as 
contribuições de tensão induzidas, Vab e Vcd, sendo que a primeira aponta para cima e a segunda para baixo, denotando o sentido do 
movimento.
Assim, considerando cada uma das contribuições da mesma forma que é feito com as tensões induzidas, escreva as expressões para cálculo do 
conjugado em função do deslocamento angular, considerando cada uma das contribuições da espira única.
Capturar6.PNG
Observe o dispositivo eletromecânico dado pelo esquemático a seguir, onde são vistas as tensões induzidas em 
um esquema onde o rotor será modelado por uma espira única:
Capturar7.PNG
IV
III
V
Resposta corretaI
II
Pergunta 5 -- /1
Com relação à função de transferência e a importância deste tipo de relação matemática na análise de sistemas em 
geral, o que inclui sistemas e dispositivos eletromecânicos, assinale a alternativa incorreta sobre este tipo de 
modelagem no contexto deste tipo de sistema:
O Teorema da Superposição demonstra a relação matemática entre a entrada e saída de sistemas em 
geral, demonstrando também a relação de linearidade.
Resposta correta
A função de transferência correlaciona a entrada e saída de sistemas lineares e não 
lineares, através dos princípios do teorema matemático da superposição.
A função de transferência pode ainda relacionar entradas e saídas representadas por grandezas 
diferentes, como a excitação de entrada e o conjugado de saída de um motor elétrico, por exemplo.
a) No caso específico de sistemas eletromecânicos, por exemplo, a entrada pode ser compreendida pela
excitação e modelada por equações diferenciais ou equações algébricas lineares, em vários casos.
A ferramenta matemática que auxilia na representação através da função de transferência é a 
Transformada de Laplace.
Pergunta 6 -- /1
Em dispositivos eletromecânicos, como já visto, existe a indução de tensões devido ao campo magnético 
estabelecido pela excitação. Assinale a alternativa que apresenta definições incorretas sobre a tensão induzida:
A indução de tensão mostra uma capacidade importante de certos dispositivos eletromecânicos, tendo 
relação direta com a produção de energia elétrica em geradores elétricos por exemplo.
Resposta correta
A tensão induzida é a mesma da alimentação na entrada de um motor elétrico ideal, por 
exemplo, onde não há perdas significativas devido ao núcleo ferromagnético.
Pergunta 7 -- /1
Considere o seguinte sistema eletromecânico, representado pelo diagrama a seguir:
#PraCegoVer: bloco único que representa um sistema eletromecânico, com três entradas dadas por 3, 0,5x (t) e 
Capturar10.PNG
2
3x (t) e três saídas, dadas por y1(t), y2(t) e y3(t).
Para este diagrama, solicita-se que você aplique o Teorema da Superposição, considerando a função de 
transferência para modelagem matemática. Assinale a alternativa que contém a análise correta:
A tensão induzida expressa a relação da força eletromotriz, medida em volts, sendo dada pelo produto 
vetorial entre a velocidade e a densidade do campo magnético, multiplicado pelo vetor comprimento, 
no caso de um condutor em deslocamento dentro de um campo magnético.
No produto vetorial da tensão induzida deve-se calcular a multiplicação entre a densidade do campo 
magnético e a velocidade adquirida pelo condutor imerso neste campo, pelo ângulo formado entre 
estes dois vetores.
A tensão induzida representa um dos resultados da interação entre o condutor e o campo magnético 
externo em um dispositivo eletromecânico também, por sua vez.
Capturar11.PNG
IV
I
Pergunta 8 -- /1
6,18 N.
12 N.
3,7 N.
Resposta correta3,09 N.
9,3 N.
Pergunta 9 -- /1
À respeito da função de coenergia, utilizada no cálculo do conjugado e da força desenvolvida por um dispositivo 
eletromecânico, assinale a alternativa correta:
A coenergia é uma função definida artificialmente a partir de variáveis livres de estado como os 
parâmetros de fluxo concatenado estabelecido no circuito magnético do dispositivo eletromecânico, 
além do deslocamento angular.
Capturar5.PNG
Para um dado dispositivo eletromecânico, calcule o valor da força desenvolvida através da função de coenergia, 
considerando as seguintes informações:
Resposta corretaII
III
V
Capturar12.PNG
Tantoo conjugado quanto a força mecânica desenvolvida podem ser obtidos somente após obter-se a 
relação de coenergia, função da corrente e do deslocamento linear, obtida a partir do balanço energético 
do sistema eletromecânico.
Resposta correta
A coenergia é calculada analogamente à energia armazenada devido ao campo 
magnético estabelecido no dispositivo eletromecânico, entretanto esta é uma função 
artificial, definida como uma função dependente de valores da corrente elétrica 
estabelecida pela excitação e do deslocamento linear, além de que no caso de 
dispositivos sujeitos à rotação torna-se em função do deslocamento angular.
Analisando-se o circuito magnético que modela o dispositivo eletromecânico é possível definir a função 
da coenergia, dada também através de parâmetros como a permeância do material ferromagnético e a 
tensão de excitação utilizada.
A função de coenergia pode ser calculada quando as perdas devido à magnetização do núcleo 
ferromagnético de dispositivos eletromecânicos não são desprezadas e fornecerá então os valores do 
conjugado e da força desenvolvida pelo dispositivo.
Pergunta 10 -- /1
O parâmetro conjugado tem relação direta com o funcionamento de diversos tipos de dispositivos eletromecânicos. 
Desta forma, sobre esta relação assinale a sentença correta acerca
Mecanicamente falando, o conjugado é responsável pela força referente ao deslocamento linear de 
partes móveis.
O conjugado mecânico de um motor elétrico, por exemplo, dependerá de fatores como a relutância do 
circuito magnético.
Resposta correta
O conjugado desenvolvido tem relação direta com o produto entre a força produzida, a 
distância desta do eixo do objeto e o seno do ângulo entre estes vetores formados.
O conjugado e a força desenvolvidos tem relação direta, sendo matematicamente diferentes por um fator 
dado pela constante α, que representa a distância em metros com relação ao eixo de rotação do objeto.
O conjugado mecânico é calculado, para qualquer dispositivo eletromecânico, pela relação entre o 
ângulo do eixo do movimento rotacional e a fase da corrente de excitação.