Conceitos de Geradores Elétricos

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1.1 
Ao conjunto de bobinas que ficam estacionárias na máquina elétrica de corrente alternada, na qual se 
induzem tensões e são responsáveis indiretas pelo conjugado resistivo, é dado o nome de: 
A. Estator bobinado. 
B. Rotor bobinado. 
C. Rotor gaiola de esquilo. 
D. Estator. 
E. Estator de ímã permanente. 
 
Sabendo que um gerador tem constante de máquina equivalente a 3, campo magnético do rotor e estator 
iguais a 2 T, que o gerador opera sem carga com velocidade 3600 RPM e com perdas de 500 W mecânicos, 
qual é o ângulo entre os campos? 
A. 0,5°. 
B. 1°. 
C. 1,5°. 
D. 2°. 
E. 2,5°. 
 
Matematicamente, ao se descrever qualquer sistema físico, há uma preocupação em garantir que o 
modelo represente o comportamento físico da máquina. Para isso, deve-se conhecer as equações que 
regem o sistema em análise. Para o caso dos geradores, a tensão surge devido ao (à): 
A. variação do campo magnético no tempo em função da alimentação do rotor. 
B. variação no espaço do campo magnético decorrente de seu deslocamento. 
C. entreferro variante. 
D. torque imprimido pela máquina primária ao rotor. 
E. velocidade imposta pela máquina primária ao estator. 
 
Ao considerar as diferentes fontes de energia existentes hoje no mundo, eólica, hidráulica, termoelétrica, 
nuclear, maremotriz, percebe-se que, para cada uma dessas, um gerador CA é capaz de converter a 
energia mecânica em elétrica. Porém, dadas as particularidades das fontes mecânicas, um tipo de 
máquina pode ser mais vantajoso do que outro. Sabendo disso, quais são os tipos de geradores CA que 
existem? 
A. Síncronos e de torque permanente. 
B. Ímãs permanentes e magnetos variáveis. 
C. Assíncronos e de indução. 
D. Indução, síncrono de polos lisos e de polos permanentes. 
E. Síncronos e assíncronos. 
 
O conhecimento do comportamento magnético das máquinas elétricas permite ao futuro engenheiro 
compreender as implicações das variações dele no comportamento geral da máquina, seja na tensão de 
saída ou na velocidade do rotor. Considerando o caso dos geradores de indução, qual é a origem do 
campo magnético do rotor? 
A. De uma fonte de reativos externa, como de um banco de indutores. 
B. De uma fonte de reativos externa, como de um banco de capacitores. 
C. Do campo residual presente na máquina. 
D. Do campo residual presente no material ferromagnético do estator e do rotor. 
E. De ímãs permanentes afixados nos interpolos da máquina. 
1.2 
O circuito equivalente de um gerador CC é igual ao circuito do motor CC. Sobre o circuito equivalente, 
selecione a alternativa CORRETA. 
A. Geradores têm mais do que uma bobina de armadura, sendo apenas uma delas utilizada no circuito 
equivalente. 
B. O resistor (Raj) representa a indutância mútua da bobina de campo usada para controlar a corrente que 
circula no circuito de campo. 
C. A queda de tensão nas escovas é uma parcela considerável da tensão gerada, sendo necessária a sua 
representação no circuito equivalente. 
D. A resistência de campo total é a soma da resistência de campo com a resistência de armadura. 
E. O circuito equivalente se assemelha, exceto pelo fato de que o sentido da corrente e das perdas 
nas escovas é invertido. 
 
 
Por se tratar da mesma máquina elétrica, os sistemas de excitação do gerador CC são os mesmos do 
motor CC. Sobre a excitação independente, marque a alternativa CORRETA. 
A. A corrente de campo de um gerador de excitação independente é fornecida por uma fonte de tensão 
CC externa separada. 
B. Como a tensão gerada interna é dependente de IA, a característica de terminal do gerador de excitação 
independente é uma linha reta. 
C. Quando a carga fornecida pelo gerador é aumentada, IL, que é igual a IA, diminui. 
D. Em geradores sem enrolamentos de compensação, um aumento em IA causa uma redução da reação de 
armadura, a qual leva a um enfraquecimento de fluxo. 
E. Existem dois modos possíveis de controlar a tensão do gerador: diminuindo a velocidade de rotação e 
aumentando a corrente de campo. 
 
Um gerador CC de excitação independente tem especificações nominais de 172 kW, 430 V, 400 A e 1.800 
rpm. O gerador é representado na figura a seguir, e a sua curva de magnetização está na figura seguinte. Essa 
máquina tem como segmentos a característica: 
Se a resistência ajustável Radj do circuito de campo desse gerador for ajustada para 62,69 Ω. e a 
máquina motriz estiver acionando o gerador a 1400 rpm, qual será a tensão de terminal a vazio do gerador? 
 
A. 362 V 
B. 372 V 
C. 334 V 
D. 392 V 
E. 352 V 
 
 
 
 
 
 
 
 
O gerador CC com excitação shunt também é conhecido como gerador CC com excitação em paralelo. 
Sobre esse método de excitação, marque a alternativa CORRETA. 
A. A corrente de campo da máquina alimenta o circuito de campo e a carga ligada à armadura. 
B. Um gerador CC em derivação é um gerador CC que produz sua própria corrente de campo 
conectando seu campo diretamente aos terminais da máquina. 
C. Uma vantagem evidente sobre o gerador CC de excitação independente é que não há necessidade de 
uma fonte de alimentação para o circuito de campo. 
D. A produção inicial de uma tensão em um gerador CC depende da presença de corrente residual nos polos 
do gerador. 
E. A tensão residual que surge nos terminais do gerador é o suficiente para circular uma alta corrente na 
bobina de campo do gerador. 
 
O gerador CC com excitação shunt pode ter problemas ao ser acionado. Um desses problemas é a não 
geração. Sobre isso, marque a alternativa CORRETA. 
A. Caso não haja fluxo magnético residual no gerador, isso impedirá que o processo de escorvamento 
tenha início. 
B. Em caso de falta de fluxo residual, desligue o campo do circuito de campo e conecte-o diretamente 
a uma fonte CA externa, como uma bateria. 
C. Caso não exista tensão na partida do gerador CC pode ter ocorrido uma inversão do sentido de rotação 
do gerador ou nas ligações do rotor. 
D. Com a inversão da ligação a tensão produz uma corrente que induz um fluxo que se adiciona ao fluxo 
residual. 
E. Se RA exceder a resistência crítica, a tensão de operação de regime transitório ocorrerá basicamente em 
nível residual e nunca diminuirá. 
2.1 
Uma das formas de se conectar os enrolamentos de campo de um gerador autoexcitado é com o campo 
ligado em série com a armadura, resultando um gerador série. Sobre as características do gerador CC 
com excitação em série, selecione a alternativa correta: 
A. O condutor do enrolamento série tem muitas espiras com fios mais espessos que os usados em 
enrolamento shunt. 
B. O gerador CC série é aquele cujo circuito de campo está ligado em série com a sua armadura. 
C. A força magnetomotriz depende da corrente de carga, sendo assim, deve-se projetar o campo com a 
menor resistência possível. 
D. O gerador CC em série é uma excelente fonte de tensão constante. 
E. Geradores CC são amplamente utilizados, mas evita-se o seu uso em aplicações em que são necessárias 
quedas de tensão acentuadas. 
 
 
A FMM da armadura causa efeitos bem definidos sobre a distribuição espacial do fluxo de entreferro e 
sobre a magnitude do fluxo líquido por polo. Sobre o efeito da reação de armadura, selecione a alternativa 
correta: 
A. A distribuição de fluxo é importante, pois pode afetar a comutação e os níveis de tensões gerados. 
B. Quando apenas a armadura está excitada, a distribuição de densidade de fluxo no entreferro pode ser 
bem aproximada por uma onda dente de serra. 
C. O efeito da FMM de campo é o de criar um fluxo que diminui o fluxo de armadura, que está a 90° elétricos 
do campo magnético girante. 
D. Um dos problemas gerados pela reação de armadura é o efeito de desmagnetização que se caracteriza 
pela distribuição da corrente na armadura do gerador. 
E. A distorção da distribuição de fluxo causada pela reação de campo de magnetização tem uma influência 
prejudicial sobre a defasagem da corrente de armadura. 
 
 
Ainda sobre a forma de conectar os enrolamentos de um gerador CC,o campo pode estar divido em duas 
seções, uma das quais é ligada em série; e a outra, em derivação com a armadura, resultando um gerador 
composto. Sobre as características do gerador composto, assinale a alternativa correta: 
A. No gerador CC composto diferencial, as correntes entram no mesmo sentido em seus respectivos 
enrolamentos. 
B. O circuito do gerador CC composto cumulativo longo é feito quando a resistência série é dividida e o ramo 
em derivação é conectada entre elas. 
C. A conexão é em derivação curta, na qual o campo em série fica dentro do circuito de campo em derivação 
e tem a corrente IA circulando por ele em vez de IL. 
D. Os campos em derivação e em série têm as forças magnetomotrizes somadas no gerador CC composto 
diferencial. 
E. Um gerador CC composto cumulativo é um gerador CC que tem os campos em série e em 
derivação conectados de tal forma que as forças magnetomotrizes dos dois adicionam-se. 
 
 
Um gerador CC com excitação série, 250 V, 150 kW, contém uma resistência de campo de 50 Ohms e uma 
resistência de armadura de 0,05 Ohms. Calcule a corrente de plena carga, a corrente de campo, a corrente 
de armadura e, por fim, a tensão gerada em plena carga. 
A. 615 A; 5 A; 615 A e 280,25 V. 
B. 605 A; 5 A; 605 A e 270,25 V. 
C. 605 A; 5 A; 605 A e 260,25 V. 
D. 610 A; 5 A; 605 A e 250,25 V. 
E. 600 A; 5 A; 605 A e 280,25 V. 
 
Um gerador CC composto com excitação shunt longo, 100 kW, 500 V, tem uma resistência de 
campo shunt de 125 Ohms, de campo série de 0,01 Ohms, e a resistência de armadura de 0,03 Ohms. A 
resistência de ajuste suporta 54 A. Calcule o valor da resistência de drenagem para a carga nominal e a 
tensão gerada em plena carga: 
A. 0,0278 Ω e 507,62 V. 
B. 0,0378 Ω e 506,62 V. 
C. 0,0287 Ω e 506,72 V. 
D. 0,0387 Ω e 505,62 V. 
E. 0,0378 Ω e 506,62 V. 
2.2 
Uma das preocupações dos projetistas de máquinas elétricas, ao desenvolverem geradores elétricos, é com a 
qualidade da energia produzida. Em função disso, geradores síncronos são construídos com polos salientes, pois 
a estrutura dos polos do rotor auxilia: 
A. na redução da distorção harmônica. 
B. no aumento do campo magnético do rotor. 
C. na redução do campo magnético do rotor. 
D. na melhora da distribuição da tensão. 
E. na redução da distribuição da tensão. 
O conhecimento da velocidade síncrona e de sua formulação permite que um engenheiro estime rapidamente a 
velocidade de uma máquina CA qualquer enquanto trabalha. No caso dos geradores síncronos, isso é 
especialmente verdade, pois trata-se também da frequência da tensão gerada. Supondo que um gerador de 4 
polos esteja operando a 2400 RPM, qual é a frequência elétrica da tensão nos terminais do estator? 
A. 40 Hz. 
B. 50 Hz. 
C. 60 Hz. 
D. 70 Hz. 
E. 80 Hz. 
 
Em uma usina hidrelétrica, os geradores síncronos conectados à rede básica operam a uma velocidade de 100 
RPM. Durante um acidente, as comportas se abriram além do esperado, provocando uma aceleração das 
máquinas. Depois de algum tempo, os geradores estavam funcionando a 102,7 RPM. Qual é a frequência 
produzida, teoricamente, durante o acidente? 
A. 60,62 Hz. 
B. 61,62 Hz. 
C. 62,62 Hz. 
D.59,62 Hz. 
E. 60 Hz. 
 
Um dos trabalhos mais relevantes durante o projeto de geradores síncronos é a estimativa da constante de 
construção, pois ela servirá como base para todas as simulações e estudos adotados. Suponha que durante a fase 
básica de projeto você, como encarregado do projeto, dobrou o número de espiras. Qual ou quais efeitos deverão 
ser percebidos na tensão de saída do gerador? 
A. A tensão de saída dobrará e a corrente de saída cairá pela metade. 
B. A tensão de saída diminuirá pela metade. 
C. A constante de construção dobrará, fazendo com que a corrente de entrada, ao menos, dobre. 
D. A constante de construção dobrará, fazendo com que a tensão de saída, ao menos, quadruplique. 
E. Somente será percebido o aumento da constante de construção, sem nenhum efeito visível. 
 
A produção de um campo magnético constante nas máquinas síncronas é uma das dificuldades presentes nos 
geradores síncronos, fazendo com que eles sejam dependentes de fontes de tensão externa para suprir os 
eletroímãs presentes no rotor. O uso de excitatrizes mitiga essa necessidade, porém, além delas, qual outra 
solução pode ser adotada a fim de evitar que se utilize uma fonte externa? 
A. O uso de uma construção na qual o campo esteja fixo no estator ao invés de estar no rotor. 
B. O emprego de fontes de tensão por indução magnética. 
C. Empregar excitatriz sem escovas para fornecer tensão ao rotor. 
D. Substituir as escovas por uma conexão fixa, estilo anel, ao redor do rotor. 
E. Empregar magnetos permanentes nos polos do rotor do gerador. 
3.1 
O aquecimento durante o funcionamento dos geradores síncronos está relacionado a características de perdas 
magnéticas e perdas Joule. Associando essas perdas àquelas devidas aos atritos rotacionais, chega-se a uma boa 
aferição das perdas de um gerador síncrono. Qual componente do circuito equivalente é o responsável pela perda 
de energia na forma de calor no estator? 
A. A indutância mútua do rotor. 
B. A resistência de campo. 
C. A resistência de armadura. 
D. A tensão interna. 
E. A parte imaginária da tensão terminal. 
 
Antes de iniciar a operação de qualquer gerador, são realizados testes com a máquina que irá funcionar, a fim de 
verificar se atenderá às exigências de operação, sendo que uma delas é a variação da tensão dentro de certa 
amplitude de valores. De forma a garantir isso, um engenheiro faz o levantamento das tensões do gerador sem 
carga, mede sua tensão terminal e afirma que esse valor é igual ao da tensão interna. Essa afirmação está correta? 
Por quê? 
A. Sim, está correta. Ao mensurar a tensão terminal na condição a vazio, o engenheiro mediu na realidade a 
tensão interna, pois a reação de armadura nessa condição é zero. 
B. Sim, está correta. Ao verificar a tensão terminal na condição a vazio, não ocorreu a variação de tensão de 
campo, implicando em uma reação de armadura igual a zero. 
C. Não, está incorreta. Ao aferir a tensão dessa forma, o engenheiro se equivoca ao desconsiderar a corrente 
da carga. 
D. Não, está incorreta. O engenheiro negligencia as mudanças necessárias na corrente de campo; logo, não é 
possível afirmar que as tensões são iguais. 
E. Não, está incorreta. Para fazer essa verificação, é necessário realizar um teste com carga a vazio e carga 
completa; além disso, o engenheiro despreza o efeito da reação de armadura. 
 
Normalmente, ao operar na rede básica, geradores síncronos são submetidos a diversos níveis de carga ao longo 
de um dia. Isso faz com que seja necessário que o gerador se adeque às diferentes oscilações diárias. Uma das 
premissas de operação das usinas é manter o nível de tensão em um mesmo valor, supondo que ocorra uma 
variação abrupta na rede e, repentinamente, o fator de potência da corrente de carga passe de unitário para 
atrasado. Para evitar a perda de magnitude, o que os operadores devem fazer? 
A. Aumentar a velocidade da máquina. 
B. Diminuir a velocidade da máquina. 
C. Adicionar elementos reativos à rede. 
D. Diminuir a corrente de campo da máquina. 
E. Aumentar a corrente de campo da máquina. 
 
O uso do diagrama fasorial da máquina síncrona fornece valorosas informações acerca do comportamento do 
gerador, quando em face da variação da carga. Tendo em mente o diagrama fasorial da máquina, ao reduzir a 
corrente de carga a zero, o que se pode inferir desse novo diagrama? 
A. O diagrama não se altera. A tensão interna é maior que a tensão terminal. 
B. O diagrama se altera. A tensão interna é maior que a tensão terminal. 
C. O diagrama se altera. A tensão interna é igual à tensão terminal. 
D. O diagrama se altera. A tensão interna é menor que a tensão terminal. 
E. O diagrama se altera. A tensão interna será igual à tensão terminal. 
 
A geração de energia hidrelétrica domina a matriz energética brasileira.Nesses empreendimentos, o número de 
polos de um gerador é bastante elevado, a fim de permitir que, mesmo a uma baixa velocidade de rotação, se 
tenha tensão a uma frequência de 60 Hz. Enquanto ocorre o oposto em uma usina termelétrica, os geradores 
possuem poucos polos (2 ou 4), pois as turbinas a vapor e a gás operam em velocidades altas. Tendo isso em 
mente, o que se pode dizer da tensão interna para cada um dos casos? Suponha que as máquinas possuem 
constantes de construção similares. 
A. Na geração hidrelétrica, a tensão interna é menor que na geração termelétrica, por isso os geradores 
síncronos devem produzir uma maior tensão, por meio de adição de elementos fornecedores de reativos, bancos 
de capacitores, à rede da usina. 
B. Dado que a tensão interna depende de elementos construtivos, fluxo magnético e velocidade da máquina, 
para a geração hidrelétrica será necessário um fluxo magnético superior à geração termelétrica para uma mesma 
tensão interna. 
C. Como a tensão interna depende de elementos construtivos e da velocidade, é imprescindível que, na 
geração hidrelétrica, se empreguem máquinas com magnetos permanentes e eletroímãs, de forma a garantir um 
fluxo magnético adequado. 
D. Na geração termelétrica, em função da maior velocidade, é necessário que os geradores sejam retrabalhados 
com elementos externos para garantir um fluxo magnético adequado à sua condição de operação de alta velocidade. 
E. Tendo em vista que as constantes de construção são similares, cabe ao operador certificar-se, quando 
instalar cada uma das máquinas, de que, mesmo sendo de polos diferentes, serão capazes de fornecer uma mesma 
tensão interna, a despeito de suas velocidades. 
3.2 
Qual é a velocidade a vazio deste motor de excitação independente quando Raj = 175 ohms e (a) VA = 120V, (b) VA = 
180V e (c) VA = 240V? Ele tem tensão de campo fixa VF de 240V e tensão de armadura VA que pode ser variada de 
120 a 240V. 
A. 896,26 , 1344,39 e 1792.53rpm 
B. 578, 976 e 1.095rpm. 
C. 588, 966 e 1.295rpm. 
D. 608, 956 e 1.395rpm. 
E. 698, 946 e 1.495rpm. 
 
 
A construção do motor CC tem diversas características que tentam minimizar o impacto do entreferro no fluxo 
magnético da máquina. Sobre os aspectos construtivos de um motor CC, marque a alternativa correta. 
A. As escovas formam, junto com o comutador, um retificador mecânico, que converte a tensão CC gerada em 
cada bobina de armadura rotativa em tensão CA. 
B. O rotor é excitado por uma ou mais bobinas de campo. 
C. A distribuição do fluxo no entreferro é assimétrica em relação à linha central dos polos de campo. 
D. Esse eixo é chamado de campo ou indireto. 
E. O estator de uma máquina CC tem polos salientes. 
 
O circuito equivalente da máquina CC é de extrema importância para a definição da operação e ensaios da 
máquina. Sobre o circuito equivalente de um motor CC, marque a alternativa correta. 
A. O circuito de armadura é representado por uma fonte de tensão ideal Ea e um resistor Ra. 
B. A queda de tensão nas escovas é representada por Vescova, que se soma à corrente que circula na máquina. 
C. As bobinas de armadura, que produzem o fluxo magnético do gerador, são representadas pelo indutor Lf e 
pelo resistor Rf. 
D. O resistor separado Raj representa um resistor externo variável, usado para controlar a corrente que circula 
no circuito de armadura. 
E. Existem variações e simplificações desse circuito equivalente básico. A queda de tensão nas escovas é 
frequentemente apenas uma parcela importante da tensão gerada em uma máquina. 
 
 
A máquina CC é muito versátil e pode ser construída de diversas maneiras que irão influenciar como o torque irá 
variar com a modificação da sua carga. Sobre os métodos de excitação de máquinas CC, marque a alternativa 
correta. 
A. Uma simplificação comum é assumir que a tensão de entrada de um motor CC é pequena. 
B. Os motores CC são acionados a partir de uma fonte de potência CC. 
C. Há quatro tipos principais de motores CC de uso geral. 
D. Em um motor CC em derivação, o circuito de campo é alimentado a partir de uma fonte isolada de tensão 
constante. 
E. Em um motor CC de excitação independente, o circuito de campo é alimentado diretamente dos terminais 
de armadura do próprio motor. 
 
As variações dos métodos de excitação são utilizadas para que as máquinas atendam a situações específicas, por 
exemplo, a fim de deixar a máquina mais preparada para situações que precisem de mais tração. Ainda sobre os 
métodos de excitação de máquinas CC, marque a alternativa correta. 
A. Ao aumentar a corrente, o conjugado induzido cresce até ser igual ao conjugado de carga, em uma 
velocidade mecânica de rotação mais alta. 
B. Um motor CC em derivação tem a carga no eixo aumentada. Nesse caso, o conjugado de carga excederá o 
conjugado induzido na máquina e o motor começará a ganhar velocidade. 
C. Quando isso acontece, a tensão interna gerada aumenta e consequentemente a corrente de armadura do 
motor aumenta. 
D. Na prática, quando a tensão da fonte de alimentação de um motor é constante, não há nenhuma diferença 
de comportamento entre motores em derivação e de excitação independente. 
E. Para a velocidade do motor variar linearmente com o conjugado, os outros termos dessa expressão deverão 
variar quando a carga variar. 
4.1 
Motores CC podem ser conectados em série, paralelo e composto. Cada ligação traz uma característica diferente 
de como o motor reage à variação de carga. Sobre o método de excitação série de máquinas CC marque a 
alternativa correta: 
A. Um motor CC série é aquele cujos enrolamentos de campo têm poucas espiras. 
B. A corrente de armadura, a corrente de campo e a corrente de linha são diferentes e dependem da carga do 
motor. 
C. O fluxo é inversamente proporcional à corrente de armadura até que a saturação seja alcançada. 
D. À medida que diminui a carga do motor, seu fluxo aumenta. 
E. A característica de conjugado versus velocidade não leva em consideração a variação da carga. 
 
O método de excitação composta é considerado uma evolução da excitação em série e em paralelo. Sobre o 
método de excitação composta de máquinas CC, marque a alternativa correta: 
A. O motor CC composto contém campos em derivação e em série, e sua polaridade é definida pelo arranjo 
das bobinas. 
B. Na composição diferencial, a corrente entra nos terminais com marcas de ambas as bobinas de campo. 
C. O motor em derivação tem um conjugado de partida mais elevado do que um motor composto cumulativo. 
D. O motor composto tem o fluxo inteiro proporcional à corrente de armadura. 
E. O motor CC composto diferencial é instável e sua velocidade tende a cair. 
 
 
 
A estrutura física do motor é composta por um arranjo de condutores e é formada por vários circuitos, entre eles 
os circuitos elétricos e magnéticos, sendo importante observar o isolamento entre eles. Sobre as conexões de um 
motor CC, selecione a alternativa correta: 
A. A maioria dos enrolamentos do rotor consiste em bobinas em forma de diamante. 
B. Os enrolamento do estator estão conectados aos comutadores. 
C. Cada lado de uma espira é denominado como polo. 
D. Cada espira é formada por diversas bobinas (laços) de fio condutor. 
E. Cada bobina é encapada e isolada das demais espiras e da ranhura do rotor. 
 
A disposição física dos enrolamentos de uma bobina pode reduzir, aumentar ou até anular (em asos extrf) o fluxo 
de uma máquina. Sobre os tipos e classificações desses enrolamentos de um motor CC, marque a alternativa 
correta: 
A. Uma bobina abrange 180o elétricos, isso significa que os lados intercalam os pólos da bobinas. 
B. Enrolamentos simples são constituídos de enrolamentos pares, enquanto o duplo contém dois conjuntos 
completos e independentes de enrolamentos. 
C. O enrolamento progressivo tem o final de uma bobina conectado ao segmento atrás do seu segmento inicial. 
D. Um enrolamento que tem o final de uma bobina conectado a um segmento à frente do inicial será chamado 
deenrolamento regressivo. 
E. Enrolamentos saturados contêm uma ou mais espiras de fio com os dois lados de cada bobina ligados a 
segmentos de comutador adjacentes. 
 
Um motor série de 20 HP, 240 V, 76 A e 900 rpm tem um enrolamento de campo de 33 espiras por polo. Sua 
resistência de armadura é 0,09 Ohms e sua resistência de campo é 0,06 Ohms. A curva de magnetização, expressa 
em termos da força magnetomotriz versus EA, para 900 rpm é dada pela tabela seguinte: 
 
A. 
33% - 36 N m; 1586 r/min; 
100% - 185 N m; 899 r/min; 
133% - 271 N m; 803 r/min; 
 
B. 
33% - 52N m; 1386 r/min; 
 
100% - 201 N m; 699 r/min; 
 
133% - 291 N m; 603 r/min; 
 
C. 
33% - 40 N m; 1576 r/min; 
 
100% - 190 N m; 999 r/min; 
 
133% - 281 N m; 803 r/min; 
 
D. 
33% - 26N m; 1486 r/min; 
 
100% - 185 N m; 1099 r/min; 
 
133% - 261 N m; 999 r/min; 
 
E. 
33% - 23 N m; 1856 r/min; 
 
100% - 158 N m; 989 r/min; 
 
133% - 217 N m; 830 r/min; 
 
 
4.2 
A máquina elétrica é completamente isolada eletricamente, baseada em um circuito magnético, o qual é 
alimentado pela rede. 
Sobre as simplificações e outras características relacionadas aos circuitos magnéticos das máquinas elétricas, 
selecione a alternativa correta. 
A. O fluxo concatenado representa a resultante de todos os fluxos gerados por cada bobina de um 
enrolamento. 
B. A Lei de Faraday diz que um condutor exposto a um campo elétrico variante no tempo irá induzir uma 
corrente alternada nesse condutor. 
C. Uma forma de confinar o fluxo magnético é a utilização de materiais com a permeabilidade baixa. 
D. A relutância da maioria dos materiais que compõem núcleos é bem maior que o do entreferro. 
E. A utilização de materiais magnéticos é feita para se obter o maior fluxo magnético possível com a menor 
força eletromotriz possível. 
 
O estator é a parte fixa do motor, protegido pela carcaça, e o rotor a parte interna, a qual sofre movimento angular. 
Sobre as características construtivas do estator e rotor da máquina CA e sua classificação, marque a alternativa 
correta. 
A. A função do entreferro é possibilitar o funcionamento das partes móveis da máquina elétrica. 
B. O núcleo da parte estática da máquina (rotor) é laminado para reduzir perdas. 
C. As ranhuras nos núcleos são utilizadas para acomodar as bobinas (grupo de enrolamentos). 
D. As máquinas CA são divididas em dois grandes grupos: as máquinas síncronas (indutivas) e as máquinas 
assíncronas. 
E. O funcionamento do motor síncrono é baseado na alimentação do enrolamento do rotor, gerando uma 
corrente alternada nesses condutores e, consequentemente, um campo magnético rotativo. 
 
A relação da tensão e da corrente com a variação de carga no motor síncrono pode gerar problemas no seu 
funcionamento, sendo necessária a sua compreensão. 
Sobre as condições de tensão, corrente e frequência de operação em regime permanente dos motores síncronos, 
marque a alternativa correta. 
A. Em condições de regime permanente, os motores são ligados a um barramento infinito. 
B. A tensão de terminal e a frequência do sistema variam de acordo com a potência solicitada pelo motor. 
C. Quando a velocidade síncrona é atingida, a tensão induzida no rotor se torna zero, ocorrendo o problema 
dos polos deslizantes. 
D. A regulação de velocidade do motor será maior quando este estiver a vazio, ao ser comparado com sua 
operação sob carga. 
E. Ao perder o sincronismo, a velocidade elétrica se torna maior que a mecânica do rotor, assim, o motor irá 
acelerar novamente até atingir a velocidade síncrona. 
 
 
O rotor do motor síncrono tem características únicas que possibilitam a sua partida e o seu funcionamento. 
Sobre os princípios de funcionamento, características nominais do motor síncrono e como elas são geradas, 
marque a alternativa correta. 
A. Trabalha com velocidade constante, a qual é o resultado da interação entre campos magnéticos rotativos 
e estáticos. 
B. Como no motor de indução, o estator do motor síncrono produz um campo magnético estático. 
C. O rotor tem um campo induzido como no motor de indução. 
D. O rotor mais comum dessa máquina é o gaiola de esquilo. 
E. O rotor mais comum dessa máquina é o bobinado. 
ATIVIDADES 
Motor Síncrono II 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você estudou como o conjugado induzido nas máquinas síncronas é produzido, 
além de como a máquina reage a essa força induzida, podendo até modificar o seu sentido de rotação. 
Sendo assim, selecione a alternativa correta sobre as consequências do conjugado induzido nesta máquina. 
A. No gerador síncrono, em que BR produz EA e a resultante entre os campos do rotor e do estator (Blíq) produz 
V∅. 
B. O conjugado induzido no motor é um contraconjugado, opondo-se à rotação causada pelo conjugado 
aplicado externo τap. 
C. O motor gira no sentido do τap. 
D.Para o gerador síncrono, a máquina gira no sentido do conjugado induzido. 
E. No gerador, o atraso do movimento do rotor em relação ao estator faz com que o ângulo δ aumente e, 
consequentemente, o conjugado seja induzido. 
 
A variação de carga na máquina síncrona se reflete em vários pontos da máquina, e um desses pontos é a potência 
entregue ao equipamento. 
Sobre as consequências da variação de carga na máquina síncrona, marque a alternativa correta. 
A. A tensão depende apenas da corrente de campo e da velocidade da máquina. 
B. Como há uma fonte constante na entrada, tem-se uma velocidade constante e com alterações no circuito 
de campo. 
C. A corrente de armadura também será uma constante. 
D. O módulo da tensão de armadura aumenta quando a carga é alterada. 
E. Se a análise for feita pela potência, verifica-se que suas componentes EA sinδ e IA cosθ permanecem 
constantes. 
 
O motor síncrono, por sua construção, tem a capacidade de alterar de forma drástica a maneira que consome 
potência do sistema. 
Sobre a mudança da corrente de campo de um motor síncrono com FP atrasado, marque a alternativa correta. 
A. A corrente de campo de um motor síncrono é facilmente modificada. 
B. Diminuindo a corrente de campo, eleva o módulo de EA, mas não afeta a potência ativa fornecida ao motor. 
C. A potência fornecida pelo motor permanece constante quando o conjugado de carga no eixo varia. 
 
D. Como uma mudança em IF afeta a velocidade no eixo ηm e, como a carga acoplada ao eixo não se altera, a 
potência ativa fornecida não muda. 
E. V∅ varia, pois é fornecida pela fonte de potência que alimenta o motor. 
 
Com a variação de corrente nesta máquina, é possível modificar o fator de potência do equipamento, levando a 
cenários em que sua impedância se torne predominante capacitiva, indutiva ou resistiva. 
Sobre a mudança da corrente de campo de um motor síncrono com FP atrasado, marque a alternativa correta. 
A. Quando o valor de EA aumenta, o módulo da corrente de armadura primeiro diminui e, em seguida, cresce 
novamente. 
B. Com valores altos de tensão de armadura, IA está atrasada e o motor é uma carga indutiva. 
C. Por ser predominantemente indutivo, o motor fornece potência reativa (Q). 
D. Quando a corrente de campo é reduzida, a corrente de armadura acaba alinhando-se com V∅ e o motor 
aparecerá como uma resistência pura. 
E. Quando a corrente de campo for novamente reduzida, a corrente de armadura torna-se atrasada e o motor 
torna-se uma carga capacitiva. 
 
Com o ganho de escala produtivo, as células capacitivas se tornaram muito baratas em relação à aplicação desta 
máquina como uma solução para a correção de FP, restringindo o uso da máquina para essa aplicação; mas, mesmo 
assim, ainda exitem aplicações em que a máquina é utilizada no lugar dos bancos de capacitores. 
Sobre a aplicação de motores síncronos na correção do fator de potência, marque a alternativa correta. 
A. Cargas que aceitam um motor de velocidade constante são acionadas por motores síncronos. 
B. Um motor síncrono custa mais barato que um motor de indução. 
C. Opera-se um motor síncrono com o fator de potência atrasado para realizar correçãodo fator de potência. 
D. O motor síncrono presente em uma planta industrial opera subexcitado, com a finalidade de realizar 
correção do fator de potência. 
E. O funcionamento de um motor síncrono subexcitado requer corrente de campo e fluxo elevados, o que 
causa aquecimento significativo do estator. 
 
Motor Síncrono III 
Hoje é possível a conversão de frequências constantes em praticamente qualquer nível de frequência desejado. 
Assim, pode-se definir valores de frequência baixíssimos durante a partida do motor. Sobre as partidas com 
redução da frequência elétrica, selecione a alternativa correta: 
A. A velocidade do campo magnético do estator é maior que a velocidade do campo magnético do rotor no 
momento da partida. 
B. Aumentar a velocidade do campo magnético do estator de um motor síncrono é necessário para que o rotor 
acelere e entre em sincronismo. 
C. Quando atingir o sincronismo, a velocidade do campo magnético do rotor poderá, então, ser aumentada até 
a velocidade nominal do equipamento (50 ou 60 Hz). 
D. O sistema elétrico de potência fornece apenas duas frequências elétricas constantes. 
E. A utilização de controladores de estado sólido possibilita a conversão de tensões. 
 
Ainda sobre as partidas com redução da frequência elétrica, especificamente sobre como a máquina responde 
à variação da frequência, selecione a alternativa correta: 
A. Um inversor fonte de corrente trifásica pode ser utilizado para executar o controle de velocidade do motor 
assíncrono. 
B. A velocidade angular assíncrona é diretamente proporcional ao número de polos (P). 
C. A velocidade angular síncrona é proporcional à frequência elétrica da tensão de armadura. 
D. O funcionamento do inversor fonte de tensão consiste na produção de tensão alternada por meio da ponte 
retificadora. 
E. O controle da frequência é feito por meio da velocidade de rotação do motor. 
Outro modo de partir o motor síncrono é acoplando-o a uma fonte de potência externa. Sobre a partida com uma 
fonte externa ao motor síncrono, marque a alternativa correta: 
A. Ao desacoplar a fonte externa, o eixo da máquina síncrona irá acelerar, causando um atraso do campo 
magnético do rotor em relação ao resultante. 
B. Quando o motor atinge a velocidade nominal durante a partida, acoplado a uma fonte externa, ele, na 
verdade, está funcionando como um motor. 
C. A utilização de uma fonte de potência externa deve ocorrer até que o motor atinja a sua velocidade plena. 
D. O atraso entre campos indica que agora a máquina funciona como um gerador. 
E. Esse motor de partida normalmente parte conjuntos rodando com carga. 
 
A inserção de uma gaiola de esquilo no rotor da máquina síncrona, fazendo o mesmo trabalho realizado no motor 
de indução, torna a partida do motor possível. Sobre a partida com enrolamentos amortecedores, marque a 
alternativa correta: 
A. O campo magnético do estator induz uma tensão nas barras do enrolamento amortecedor. 
B. A tensão induzida na barra é inversamente proporcional à velocidade da barra. 
C. No instante da partida, as barras na parte superior, o sentido da tensão induzida é para dentro da página. 
D. No instante da partida, na parte inferior das barras, a tensão induzida é para fora da página. 
E. Nas barras inferiores, o fluxo de corrente é para fora das barras superiores e para dentro nas inferiores, 
resultando em um BW que aponta para a esquerda. 
 
Sobre o princípio de funcionamento da partida com enrolamentos amortecedores, marque a alternativa correta: 
A. Se houver movimento relativo, o fluxo de corrente resultante e o campo magnético do enrolamento 
serão zero, não havendo conjugado no rotor para mantê-lo girando. 
B. Caso o motor esteja girando na velocidade síncrona, a velocidade do campo magnético do estator será maior 
que a velocidade do rotor. 
C. Haverá movimento relativo entre campos do estator e rotor se ambos tiverem a mesma velocidade. 
D. Se não houver movimento relativo, a tensão induzida nos enrolamentos será máxima 
E. Durante a partida do motor síncrono, o rotor ganha velocidade, mas nunca iria atingir a velocidade 
síncrona. 
 
Gerador Síncrono III 
 
O valor máximo do torque de uma máquina é importante para diversos estudos de estabilidade, além de fornecer 
uma métrica do máximo desempenho possível alinhado a uma máquina elétrica qualquer. Considerando que o 
conjugado depende das tensões terminais e interna, e da velocidade do rotor, quais outras variáveis depende o 
cálculo do torque? 
A. Indutância mútua do rotor. 
B. Reatância síncrona e da resistência de armadura. 
C. Reatância síncrona. 
D. Resistência da armadura. 
E. Reatância síncrona e da reatância de campo. 
 
 
 
 
 
 
A rede básica nacional é composta por geradores, transmissores e distribuidores conectados a tensões de, ao 
menos, 138 kV no Brasil. Essas empresas atendem a diversos critérios de qualidade. Do ponto de vista de geração 
de energia elétrica, para que as diversas usinas possam entregar energia simultaneamente, quais condições elas 
devem atender? 
A. Mesma tensão, mesma sequência de fase, defasagem zero entre as fases e frequência de geração similar. 
B. Mesma tensão de pico, sequência de fase invertida, defasagem de alguns graus entre as fases e frequência 
de geração similar. 
C. Mesma frequência, sequência de fase e potência reativa máxima. 
D. Mesma corrente nominal, mesma velocidade síncrona e mesmo número de polos. 
E. Mesma tensão, mesma sequência de fases, mesma quantidade de polos e frequência de geração similar. 
 
Conhecer os efeitos do aumento do conjugado em uma máquina em regime permanente auxilia o engenheiro a 
prever comportamentos indesejados. Dado isso, considere que devido a uma mudança de carga na rede, seu 
gerador, que opera em paralelo, teve um aumento de 10% da tensão terminal e da tensão interna. Qual é o novo 
valor do conjugado? 
A. 10% maior. 
B. 20% maior. 
C. 21% maior. 
D. 21% menor. 
E. 20% menor. 
 
O comportamento de um gerador, quando operando de forma isolada, oscila conforme a demanda de energia 
imposta pela carga e pela quantidade de energia disponível no eixo mecânico. Se ocorrer uma redução de 20% da 
carga de potência ativa, qual é o efeito esperado na tensão terminal? Suponha que não ocorra compensação da 
queda pelo regulador automático de tensão. 
A. Haverá uma redução da tensão terminal. 
B. Haverá um aumento da corrente terminal sem reflexos na tensão. 
C. Não haverá mudança nos valores de saída da máquina. 
D. Haverá um aumento da tensão terminal. 
E. Haverá uma redução da tensão interna. 
 
A operação isolada de um gerador síncrono trifásico é estudada por ser uma situação comum encontrada em 
hospitais e indústrias que não podem ficar sem um fornecimento constante de energia. No caso de falta de 
energia, o gerador de emergência assume toda a carga da instalação e começa uma operação isolada. Supondo 
que o engenheiro de um hospital, que fez o dimensionamento original do gerador de emergência, projetou o 
funcionamento da máquina de uma certa forma e, hoje, sempre que o gerador é conectado, é necessário reduzir 
a alimentação da corrente de campo. Isso é necessário porque: 
A. A carga do gerador é fortemente indutiva, exigindo uma compensação adequada na corrente de campo. 
B. A carga do gerador foi superdimensionada e há um excesso de energia, ocasionando a elevação da tensão. 
C. O circuito de campo foi projetado em discordância com a situação real em que o gerador seria empregado. 
D. O projeto do engenheiro está equivocado e precisa, urgentemente, ser revisto. 
E. A carga do gerador é fortemente capacitiva, resultando em uma elevação da tensão de saída. 
 
 
 
Gerador Síncrono IV 
 
 
A estimativa do conjugado máximo de uma máquina síncrona é de grande importância para a estimativa do ponto 
limiar de estabilidade a que a máquina pode atingir antes de "perder a sincronia". Esse ponto é calculado, 
considerado o ângulo de carga e assume o valor de 90 graus. Considere um gerador síncronode 4 polos, 60 Hz, 
que apresente tensão interna de 16 kV, tensão terminal de 13,8 kV e tenha uma reatância síncrona de 4 ohms. 
Qual é o valor máximo de conjugado que a máquina pode assumir? 
A. 532 kN.m. 
B. 632 kN.m. 
C. 732 kN.m. 
D. 832 kN.m. 
E. 878,5kN.m 
 
Estimar o comportamento da corrente durante o curto-circuito é mandatório para permitir o cálculo subsidiário 
de proteções para um gerador. Suponha que você esteja realizando uma análise acerca do comportamento de um 
gerador durante uma falta sólida à terra. Considere que o gerador alvo do estudo seja uma máquina síncrona de 
100 MVA, 72 polos, 60 Hz, 13,8 kV, ligação estrela, com reatância síncrona de 1 pu, transitória de 0,25 pu e 
subtransitória igual a 0,05 pu. Qual é o valor da corrente imediatamente após a ocorrência da falha? Assuma que 
a máquina operava a vazio com tensão nominal antes da falha. 
A. 83 kA. 
B. 85 kA. 
C. 125 kA. 
D. 123 kA. 
E. 100 kA. 
 
Durante um curto-circuito qualquer, o gerador síncrono desenvolve uma corrente muito elevada, chamada de 
corrente de curto. Durante o transitório, os valores instantâneos assumidos atingem dezenas de kA normalmente. 
Isto se deve ao fato que, durante a falha, a corrente da máquina é influenciada por uma parcela de corrente CC e 
pelas reatâncias subtransitória, transitória e síncrona. Como você poderia explicar a origem da corrente CC na 
análise do curto-circuito? 
A. A parcela CC tem origem no comportamento capacitivo produzido pelo circuito de campo quando a corrente 
de carga é adiantada. 
B. A parcela CC tem origem na característica indutiva do próprio gerador que impede a variação instantânea 
da corrente. 
C. A parcela CC está relacionada ao comportamento indutivo da corrente de carga quando tem fator de 
potência atrasado. 
D. A parcela CC pode ser explicada como uma reação produzida pelo campo magnético quando o torque se 
torna constante. 
E. A parcela CC surge devido ao efeito capacitivo e dos polos salientes, ocorrendo apenas em algumas 
máquinas. 
 
A rápida ação durante um evento extremo, como um curto-circuito trifásico sólido à terra, é determinante para a 
minimização dos danos à estrutura do gerador síncrono. Porém, suponha uma situação na qual um gerador 
síncrono entra em curto-circuito, como o descrito anteriormente, e a proteção não atua no tempo correto, e só 
funciona 15 segundos mais tarde. Qual é o módulo da corrente no momento da abertura dessa proteção? 
Considere que seja uma máquina de 100 MVA, 60 Hz, 4 polos, com reatâncias síncrona, transitória e subtransitória 
de 1; 0,25 e 0,1 pu. As constantes de tempo transitória e subtransitória são iguais, respectivamente, a 1 e 0,05 
segundos. A máquina encontrava-se operando a vazio antes do incidente. 
A. 20 pu. 
B. 10 pu. 
C.5 pu. 
D. 1 pu. 
E. 0,5 pu. 
 
Conhecer em maiores detalhes a operação de um gerador síncrono é importante para o seu trabalho como 
engenheiro. Além de saber o funcionamento durante a situação normal, em regime permanente, você deve 
conhecer também os efeitos transitórios para desenvolver análises corretas a respeito dos diversos cenários 
hipotéticos de operação. Sabendo disso, qual elemento é determinante para identificar que um gerador síncrono 
que "perdeu sua sincronia" ou encontra-se em operação instável? 
A. Quando o ângulo de carga ultrapassa 90°. 
B. Quando o ângulo do fator de potência ultrapassa 90°. 
C. Quando o torque máximo é atingido. 
D. Quando a tensão interna máxima é atingida. 
E. Quando a velocidade síncrona é perdida.