ACIONAMENTOS ELÉTRICOS, HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS

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1º Bimestre
Avaliação 1
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Questão 1
 Motores elétricos, possuem grande utilidade no dia a dia das pessoas, seja nas pequenas residências, estabelecimentos comerciais e prediais ou nas grandes indústrias de maquinários e geração de energia. No entanto para que se tenha bom proveito deles é necessário que se forneça um tipo de energia a eles e depois que se aproveite essa energia.
 Com relação a esses motores elétricos, assinale a alternativa que melhor define um motor elétrico. Que tipo de energia é necessário para ele funcionar e o que ele devolve depois?
c. O motor elétrico transforma a elétrica que recebe em energia cinética. 
Questão 2
Os contatores possuem uma série de funções, e uma delas é o acionamento remoto de equipamentos e máquinas elétricas. Através de um acionamento eletromagnético o contator, poderá conduzir ou interromper uma corrente no circuito. O diagrama de um contator é mostrado na figura a seguir. Ele possui 2 terminais NA (naturalmente abertos) e 1 terminal NF (naturalmente fechado).
 
Figura 12. Diagrama de um contator.
Assinale a alternativa que indica o que acontecerá nesse contator, caso uma corrente atravesse os terminais A1 e A2.
b. um campo magnético será criado, atraindo a parte móvel (azul) para cima e abrindo os contatores (5) e (6). 
Questão 3
impostos pela concessionaria elétrica ou pela própria indústria. Um deles refere-se ao chaveamento de máquinas, que tem por objetivo proteger o operador e o motor e propiciar uma lógica de comando no sistema.  
Partindo do contexto acima, uma sequência genérica para o acionamento seguro de motores seria apresentada em qual das alternativas.
d. Seccionamento – Proteção contra curto circuito – Proteção contra sobrecarga – Comutação. 
Questão 4
Um dos métodos mais comuns de partida de um motor elétrico trifásico (MIT) é usando contatores (dispositivos de comando tipo liga/desliga). No entanto deve-se atentar ao fato de que nem sempre é possível fazer isso, devido a inúmeros fatores como corrente de partida do motor, tipos de carga, cabeamentos, etc.
Pretende-se acionar um motor elétrico em uma fábrica, no entanto devido a presença de outros equipamentos elétricos no mesmo local a corrente de partida desse motor deverá ser baixa para que não ocorra quedas de tensão na rede. O método mais correto de acionamento seria:
c. Partida soft-starter 
Questão 5
Os motores elétricos funcionam baseados na geração de campo magnético ao redor de um condutor. Esse condutor pode ser um núcleo metálico de cobre, ferro, alumínio, etc. Ao passar uma corrente por eles um campo magnético será criado e interagirá com outro componente do motor, causando seu movimento, no caso o de rotação.
Dentre os elementos citados abaixo, qual pode realizar movimento giratório (no caso rotacionará) quando o campo magnético for gerado?
a. Rotor. 
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SEÇÃO 2
Um estudante de engenharia deseja construir uma prensa hidráulica que será utilizada para levantar um objeto de 50 kgf. Para tanto ele deseja aplicar apenas 1 kgf para movimentar esse objeto. Sabendo que a pistão que ele acionará possui 2 cm2 de área:
 Calcule qual será a área do pistão que levantará o objeto que ele deseja movimentar.
a. A área do pistão será de 100 cm2. 
Questão 2
Pressão hidrostática é a pressão exercida por uma coluna de líquido a uma dada altura. Um liquido repousa dentro um recipiente, ocupando uma altura H. Deseja-se saber quanto de pressão a água está exercendo em um ponto h especifico no recipiente.
 
Figura 15. Recipiente contendo água.
Fonte: do autor.
 Dados altura da coluna de água H = 10cm altura do ponto em que se quer calcular a pressão h = 3cm, aceleração da gravidade g = 10.000cm/s2 e massa especifica do líquido  = 1 g/cm3, calcule a pressão em  h.
a. A pressão no ponto h será de 70.000 g/cm.s2.  
Questão 3
Um engenheiro hidráulico deseja calcular o volume de água que passa em um encanamento durante 1 minuto. Para isso ele deverá usar um anemômetro, ou seja, um equipamento que mede a velocidade de um fluido. Após inseri-lo na tubulação ele obteve uma leitura de velocidade em torno de 4 m/s.
Sabendo que o diâmetro do encanamento é de 2 metros. Calcule o volume de água que ele obterá depois de 1 minuto de análises. Utilize pi=3,14.
b. O volume será de 12,56 m3. 
Questão 4
A figura 1, mostra um recipiente com pistões contendo um líquido qualquer. Esse líquido está representado pela cor amarela, enquanto os pistões estão representados pelas cores cinza e pelas letras A, B, C e D. Esses pistões são móveis e podem se deslocar linearmente.    
 
Figura 14. Recipiente com os pistões móveis
Fonte: do autor
 Baseado no que foi aprendido na aula, ao pressionar o pistão A, o recipiente transmitira pressão por todo o sistema. Qual das alternativas explica melhor o que o ocorrerá.
c. A pressão transmitida em A acionará todos os pistões ao mesmo tem. 
Questão 5
 A hidráulica tem grande importância no cenário industrial. Por isso para se entender o básico de um sistema hidráulico são necessários conhecimentos prévios de algumas áreas da ciência, dentre elas a física, a engenharia mecânica e a engenharia hidráulica
Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que trata unicamente da resistência de um fluido.  
b. Atrito e inércia. 
SEÇÃO 3
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Questão 1
Máquinas hidráulicas, assim como as bombas hidráulicas possuem um importante papel na indústria, tanto na hidráulica, pneumática como na elétrica. Eles podem funcionar tanto com energia elétrica, como por fluidos.
Com relação a essa máquina, assinale a alternativa que melhor expressa a sua função. 
c. Máquinas hidráulicas convertem potência hidráulica em potência mecânica. 
Questão 2
 Um circuito hidráulico é composto por uma série de componentes que mantem o pleno funcionamento do circuito. Geralmente ele é composto por válvulas de controle direcionais, atuadores, sistema de alivio de pressão e válvulas limitadoras de pressão, cada qual desempenhando seu papel.
Baseado nas informações acima assinale a alternativa que explica corretamente a função de uma válvula de controle direcional.
a. Tem por função direcionar o fluido para diferentes caminhos.
  
Questão 3
O esquema abaixo, contém os componentes básicos de um circuito hidráulico:
 
Figura 14. Circuito hidráulico básico.
 
· - O motor hidráulico tem como função acionar a bomba hidráulica
· - A bomba tem por função bombear o fluido do recipiente e direcioná-lo ao circuito.
· - As válvulas fazem o controle direcional do fluido.
- E o fluido chega ao atuador.
Supondo que o fluido siga o caminho indicado na figura, assinale a alternativa que melhor representa o comportamento do circuito no momento em que a bomba for acionada.
a. O atuador sofrerá uma pressão do fluido e se moverá para a esquerda. 
Questão 4
 Uma bomba de engrenagem é composta geralmente por duas engrenagens, uma fixa (presa a um eixo de rotação) e a outra livre. A função das duas engrenagens é mover o fluido por entre a bomba, sugando ele na entrada e expelindo pela saída.
Com relação a engrenagem fixa (a que fica presa no eixo de rotação), qual das alternativas contém o nome correto dessa engrenagem.
c. Engrenagem motora. 
Questão 5
 A Bomba hidráulica possui um papel fundamental nas atividades industriais, e está presente em praticamente todos os circuitos hidráulicos, sejam eles na forma de bombeamento de fluidos, recirculação ou aplicando algum trabalho em atuadores.
Com relação a esse componente vital da hidráulica, assinale a alternativa que apresenta informações corretas sobre a bomba hidráulica.
b. Bombas hidráulicas convertem potência mecânica em potência hidráulica.  
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UNIDADE DE ENSINO 2
SEÇÃO 1
U2S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1- Um estudante de Engenharia de uma faculdade deseja construir uma prensa pneumática, que será utilizada para levantar um objeto de 10 kgf. Para tanto, ele deseja aplicar apenas 0,5 kgf para movimentar esse objeto. Sabendo que o pistão que ele acionará possui 1 cm2 de área:
Calcule qualserá a área do pistão que levantará o objeto que ele deseja movimentar:
Escolha uma:
a. 20 cm2. 
Questão 2
Correto
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Texto da questão
 
Os gases ocupam a totalidade do volume disponível, e produzem forças de compressão devido ao movimento das moléculas que os compõem. Os gases também possuem uma propriedade descrita pela lei de Pascal. Observe a seguinte figura:
 
Figura 4.14 | Reservatório contendo 5 pistões
Fonte: elaborada pelo autor.
 
Aplica-se uma força no pistão C de forma a movê-lo, conforme a seta indicada.
Baseado nesse princípio de Pascal, o que acontecerá com os outros pistões caso o pistão C seja pressionado?
Escolha uma:
a. A pressão transmitida em C acionará todos os pistões ao mesmo tempo. 
Questão 3
Texto da questão
 
Na lei dos gases perfeitos, as leis de Boyle – Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se a transformações de estado, nos quais uma das variáveis físicas permanece constante. Observe a figura a seguir:
 
Figura 4.15 | Constante dos gases
 
V1 é o volume de ar no cilindro, P1 é a pressão aplicada no cilindro e T1 é a temperatura. 
 Baseado na Figura 4.15, qual ou quais variáveis devem se manter constantes e quais devem ser variadas, a fim de se comprovar a Lei de Boyle?
b. Manter a temperatura constante e reduzir o volume, causando aumento na pressão.   
Questão 4
Correto
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Texto da questão
A lei dos gases perfeitos ou gases ideais, são modelos idealizados, utilizados para facilitar o estudo sobre os gases, uma vez que a maioria deles se comporta como um gás ideal. Quando um gás é submetido a uma transformação qualquer que não envolva alteração na quantidade de matéria, podemos formular uma expressão, relacionando o estado final e inicial do sistema:
 
 
Onde V1 é o volume inicial de ar no cilindro, P1 é a pressão inicial aplicada no cilindro, T1 é a temperatura inicial do cilindro, e V2, P2 e T2 suas condições finais.
Se mantivermos o volume constante e aumentarmos a pressão no cilindro de P1 = P, para P2 = 2P, qual deverá ser a temperatura final T2?
Escolha uma:
c. A temperatura final será T2 = 2T1.  
Questão 5
Texto da questão
 
Os compressores são máquinas que tendem a aumentar a pressão de um volume de ar até uma certa pressão desejada, para realização de um trabalho. São divididos em grupos de acordo com seu modo de funcionamento e seu princípio de trabalho. O seguinte compressor pertence ao grupo dos compressores de êmbolo:
 
Figura 4.16 | Compressor de êmbolo
Fonte: Parker (2000).
 De acordo com a figura, quais serão as etapas que esse compressor realizará, a fim de converter a energia de pressão em trabalho?
b.  A – Admissão, B – Compressão e C – Descarga. 
U2S1 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1 Os atuadores pneumáticos são de extrema importância para os sistemas tanto hidráulicos como elétricos, e geralmente são utilizados em automóveis, sendo de simples manutenção e fixação, possuindo variedades em formas construtivas, o que permite uma gama de aplicações quase que inesgotáveis. Uma manobra foi feita por um operador, no entanto, ele cessou suas atividades, deixando o circuito como na figura a seguir:
 
Figura 5.14 | Circuito
 
Fonte: Parker (2000).
 A respeito desse circuito, se não for feita nenhuma manobra, o que acontecerá com o atuador?
c.  A mola comprimirá o atuador para a esquerda, forçando-o a expulsar o ar contido no cilindro. 
Questão 2
Texto da questão
Além da definição das simbologias das válvulas e da definição de suas funções e construção, as válvulas precisam ser acionadas por algum dispositivo ou comando, seja ele acionado por força humana ou por componentes hidráulicos, pneumáticos ou elétricos. Observe a figura:
 
Figura 5.12 | Tipo de acionamento de válvula
Fonte: Marins (2009).
Com relação à figura, que tipo de acionamento consiste esse componente?
e. Acionamento por pedal. 
Questão 3
Texto da questão
Leia o texto a seguir:
 
A automação dos sistemas pneumáticos, assim como os hidráulicos e os elétricos, exige que o acionamento das válvulas seja feito de forma remota, tornando um processo de grande importância na indústria. Um dos contatos mais comuns é conseguido através de um contato mecânico, que fica próximo ao acionamento. Esse acionamento é colocado ao longo de uma linha de movimento, que permite que as sequências operacionais sejam realizadas.
 Com relação ao texto, qual alternativa define o tipo de acionamento de válvula descrita:
d.  Acionamento mecânico. 
Questão 4
Correto
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Texto da questão
Além da simbologia que representa o número de posições e manobras distintas que uma válvula direcional ou comutadora pode assumir, também temos outra simbologia, que representa o número de vias que essa válvula pode assumir. Pela definição, o número de vias são as conexões que a válvula possui, ou seja, passagens que a válvula tem comunicando com o fluido e os diferente caminhos de escape. Observe a figura a seguir.
 
Figura 5.11 | Válvula direcional
 
Fonte: Parker (2000).
 Quantas vias ou passagens dessa válvula direcional podem ser contadas?
Escolha uma:
c. O número de vias é 3. 
Questão 5
Texto da questão
As válvulas pneumáticas direcionais podem ser representadas por simbologias, e cada simbologia pode indicar a função e a aplicação de cada válvula pneumática, desde o seu número de posições de manobra até o número de vias ou orifícios presentes. De acordo com a norma estabelecida (ISO 1219), uma válvula de controle pode ser representada da seguinte forma:
 
Figura 5.13 | Válvula direcional e sua numeração padrão
Fonte: Parker (2000).
A respeito dessa válvula direcional, qual a principal função do orifício numerado 1:
b. O orifício 1 representa a alimentação ou o suprimento principal de ar.  
SEÇÃO 2
U2S2 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1- Os circuitos eletrohidráulicos e eletropneumáticos são muito similares aos circuitos convencionais (pneumáticos e hidráulicos) no que se refere a atuadores e válvulas de fluxo direcional. No entanto, na parte de acionamentos, os circuitos elétricos pneumáticos e hidráulicos possuem uma vantagem maior, mas também algumas desvantagens.
Com base nos circuitos elétricos, diga qual das alternativas apresenta essa desvantagem:
Escolha uma:
a. Os acionamentos elétricos possuem alto custo de implementação. 
Questão 2
Correto
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Texto da questão
Os sistemas eletropneumáticos e eletrohidráulicos vieram para complementar os antigos sistemas pneumáticos e hidráulicos, proporcionando maior rapidez no tempo de reação das ações, melhor sensoriamento das válvulas e maior controle por parte do operador quanto ao seu acionamento. No entanto, devemos analisar todos os tipos de circuito, sejam eles pneumáticos, hidráulicos, mecânicos ou elétricos. Observe a figura a seguir:
 
Figura 6.14 | Tipos de energia
Fonte: adaptada de Simei (2015).
 Assinale a alternativa que apresenta corretamente a associação dos tipos de energia:
d.  I. Energia Mecânica; II. Energia Elétrica; III. Energia Hidráulica; IV. Energia Pneumática. 
Questão 3
Correto
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Texto da questão
A utilização de sistemas eletropneumáticos e eletrohidráulicos vem se mostrando vantajosa em inúmeras situações que envolvam controle, velocidade de transmissão e segurança. Na cadeia de comando, é praticamente certa a presença desses componentes eletrônicos e elétricos. Observe a tabela a seguir:
 
Tabela 6.2 | Cadeia de comando para um sistema eletrohidráulico e eletropneumático
 
Cadeia de comando
Elemento de trabalho
Elemento auxiliar (controle de velocidade)
Elemento de comando
Elemento processador de sinal
Elemento de sinal
Fonte de alimentação
 
Fonte: elaborada pelo autor.
 Com relação à tabela, diga em qual(is) elemento(s) da cadeia de comando podemos encontrar, geralmente, algum tipo de elemento essencialmente pneumático e/ou hidráulico:
d.  Elemento de trabalho. 
Questão 4
Correto
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Texto da questão
Os circuitos eletrohidráulicos e eletropneumáticos são muito similaresaos circuitos convencionais (pneumáticos e hidráulicos), diferindo, por exemplo, no acionamento das válvulas direcionais. Observe a Figura 6.15:
 
Figura 6.15 | Circuito eletropneumático com atuador
Fonte: elaborada pelo autor. 
 Com relação à figura, diga o que deve ser feito para acionar o solenoide Y1:
d.  Devemos pressionar os botões S1 e S2 simultaneamente. 
Questão 5
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Leia o texto a seguir:
São bobinas eletromagnéticas, que quando energizadas, criam um campo magnético, que atrai elementos ferrosos. É análogo a um ímã. São amplamente usados nos acionamentos dos circuitos eletropneumáticos e eletrohidráulicos.
 Com base nesse texto, diga a que tipo de elemento ele está se referindo:
c.  Solenoides. 
A elaboração de circuitos eletropneumáticos ou eletrohidráulicos envolve uma sequência de vários movimentos, principalmente dos atuadores. Para que não ocorra contrassinais, ou seja, interferência de um cilindro sobre o outro, precisamos definir algumas regras, como elaboração de métodos sistemáticos. Um deles é definir se a sequência é direta ou indireta. Observe as seguintes sequências:
 
i) A+ A- B- A+ A- B+
ii) A- A+ B- B+
iii) A+ A- B+ B-
Com relação às sequências de comando, assinale a alternativa que contém apenas sequências diretas.
Escolha uma:
a.  Todas as alternativas são uma sequência direta.
b. A alternativa ii é uma sequência direta.
c. A alternativa iii é uma sequência direta.
d. As alternativas i e ii são uma sequência direta.
e. A alternativa i é uma sequência direta. 
Questão 2
Correto
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Texto da questão
O método de minimização de contatos, ou método de cascata, tem por objetivo reduzir o número de relés auxiliares utilizados nos comandos elétricos. Esse método é empregado em circuitos eletropneumáticos e eletrohidráulicos sequenciais, ou seja, quando se exige que um atuador ou um conjunto deles realize uma determinada sequência de movimentos sem que um deles se sobreponha ao outro. O circuito analisado atende ao seguinte tipo de critério:
 
A+ A - B+ B-
 
Em que A e B são os atuadores do circuito.
Utilizando o método de cascata para esse circuito, quantos setores e quantos relés teremos que projetar?
Escolha uma:
a. 1 setor e 1 relé.
b. 2 setores e 2 relés.
c. 3 setores e 2 relés.
d. 2 setores e 1 relé. 
e. 3 setores e 1 relé.
Questão 3
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
 Um circuito combinacional pode ser definido como um conjunto de portas lógicas, no qual o valor da saída desse circuito é definido pelos valores de entrada desse mesmo circuito. De certa forma, ele realiza uma operação de processamento de informação, que pode ser definido por um conjunto de equações, chamadas de Booleanas. Observe a figura:
Figura 7.14 | Válvula direcional
Fonte: Parker Hannifin Corporation (2000).
 A partir dos valores de entrada (A, B, C e D) e de suas simbologias, defina uma equação de saída (S) para esse circuito.
Escolha uma:
a. S= (A “NÃO” B) “E” (C “OU” D).
b. S= (C “OU” D) “E” (A “OU” B).
c. S= (A “E” B) “E” (C “OU” D).
d. S= (C “E” D) “E” (A “E” B). 
e. S= (A “OU” B) “E” (C “E” D).
Questão 4
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
O primeiro passo para se projetar um circuito é definir se ele possui uma sequência de movimentos direta ou indireta; depois, o número de setores que ele deverá conter, e por fim, caso esse circuito seja uma sequência indireta, definir o número de relés através do método de cascata. Observe o seguinte circuito em cascata:
 
Figura 7.16 | Circuito em cascata
Fonte: Parker Hannifin Corporation (2001).
De acordo com a figura, quantos setores o circuito possui e quantos relés estão presentes?
Escolha uma:
a.  4 setores secundários e 2 relés.
b.  2 setores secundários e 3 relés.
c. 4 setores secundários e 3 relés.
d. 2 setores secundários e 2 relés.
e.  3 setores secundários e 2 relés 
Questão 5
A figura a seguir mostra um circuito eletropneumático e consiste em um atuador de dupla ação acionado por fluxo de ar comprimido.
 
Figura 7.15 | Circuito eletropneumático, em que se observa (a) cadeia de comando elétrica e (b) circuito eletropneumático
Fonte: Parker Hannifin Corporation (2000).
 
A letra A representa as botoeiras que devem ser acionadas por um operador, e C representa o solenoide que irá interagir com a válvula direcional. A respeito das botoeiras, pergunta-se:
 
 Se mantivermos o botão A apertado, o que ocorrerá com o atuador do circuito?
e.  O atuador não se moverá, pois o circuito não foi ativado.