Atividade Contextualizada Análise de Circuitos Elétricos

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Nome do aluno: Franco Rodrigues de Carvalho 
 Matrícula: 01404043 
Curso: Bacharelado em Engenharia Elétrica 
 Tipo de Avaliação: Contextualizada 
Disciplina: Análise de Circuitos Elétricos 
 
RESOLUÇÃO DE QUESTÕES 
 
Faça um diagrama esquemático que represente a transmissão da hidrelétrica até a 
casa do consumidor e elabore um texto que responda às questões abaixo. 
 
a) Qual é o princípio de um gerador de tensão alternada? 
b) Como é possível obter-se três tensões defasadas de 120° entre si em um gerador 
trifásico? 
c) Qual éa necessidade de se elevar a tensão para a transmissão? Justifique sua 
resposta por meio de um exemplo numérico. 
d) Qual é a vantagem de a transmissão ser feita em várias fases? 
e) Qual é o papel do transformador em sistemas de transmissão e distribuição de 
energia elétrica? 
f) Quais são as possíveis vantagens de o consumidor receber mais de uma fase? 
g) Quantos fios condutores são necessários para levar um trifásico do poste ao relógio 
do consumidor? 
h) Qual é a importância de se procurar equilibrar as fases na distribuição de cargas 
em uma instalação residencial? 
 
Para apoio: 
Existe uma série da televisão francesa muito didática e divertida denominada “Viagem 
na Eletricidade” (Voyage em Electricite). São 26 episódios de animação, produzidos 
por Jacques Rouxel (1931 – 2004) na década de 80, que abordam conceitos-chave 
de Eletricidade. 
 
 
 
RESOLUÇÃO: 
 
Diagrama esquemático 
 
 
Princípios e Benefícios da Tensão Alternada Trifásica na Transmissão de 
Energia 
Um gerador de tensão alternada funciona com base no princípio da indução 
eletromagnética. Consiste em uma bobina de fio condutor que gira dentro de um 
campo magnético. Quando a bobina gira, o fluxo magnético através dela muda, 
gerando assim uma corrente alternada na bobina. Essa corrente alternada resulta em 
uma tensão alternada nos terminais do gerador. 
No caso de um gerador trifásico, é possível obter três tensões defasadas de 
120 graus entre si. Isso é alcançado por meio de um arranjo de três bobinas 
igualmente espaçadas em um estator. Cada bobina é conectada a uma fase da fonte 
de alimentação trifásica. Quando o rotor gira dentro do estator, as bobinas produzem 
três tensões senoidais defasadas entre si em 120 graus. 
A elevação da tensão é necessária para a transmissão de energia elétrica a 
longas distâncias. Isso se deve às perdas de energia ao longo das linhas de 
transmissão. A potência dissipada nas linhas é diretamente proporcional à resistência 
das linhas e ao quadrado da corrente que flui por elas (P = I^2 * R). Portanto, para 
minimizar as perdas de energia, a corrente deve ser reduzida, o que pode ser 
alcançado aumentando-se a tensão. Por exemplo, consideremos um consumidor 
localizado a 100 km de uma usina geradora e que precise de 1.000 kW de potência. 
 
Se a tensão de transmissão for de 10.000 volts, a corrente será de aproximadamente 
100 A. A potência dissipada nas linhas será P = (100 A)^2 * 100 km * resistência das 
linhas. Agora, se a tensão de transmissão for aumentada para 100.000 volts, a 
corrente será reduzida para 10 A, resultando em uma potência dissipada muito menor. 
A transmissão em várias fases apresenta diversas vantagens. Primeiro, ela 
permite um equilíbrio adequado das correntes nas linhas, minimizando as perdas de 
energia e tornando o transporte de energia mais eficiente. Além disso, a transmissão 
trifásica requer menos condutores em comparação com a transmissão monofásica 
para a mesma potência transmitida, resultando em uma infraestrutura mais compacta 
e reduzindo o custo dos materiais. Outra vantagem é a geração e distribuição mais 
balanceadas, facilitando a estabilidade do sistema elétrico e a distribuição de energia 
para os consumidores. 
O transformador desempenha um papel fundamental nos sistemas de 
transmissão e distribuição de energia elétrica. Ele é usado para aumentar ou diminuir 
a tensão da eletricidade, conforme necessário. Na transmissão de energia elétrica, 
são utilizados transformadores elevadores para aumentar a tensão antes do envio da 
energia para as linhas de transmissão de alta tensão. Isso é feito para reduzir as 
perdas de energia durante o transporte. 
Quando se trata de fornecer energia a um consumidor, receber mais de uma 
fase pode trazer várias vantagens. Isso inclui uma distribuição de carga mais 
equilibrada, pois diferentes dispositivos elétricos podem ser conectados em cada fase, 
permitindo uma distribuição mais uniforme da carga elétrica. Além disso, receber mais 
de uma fase pode aumentar a disponibilidade de energia para o consumidor, já que a 
interrupção de uma fase não resultará em uma falta total de energia, pois as outras 
fases ainda estarão ativas. 
No caso de uma instalação residencial, é importante procurar equilibrar as 
fases na distribuição de cargas. Isso evita sobrecarregar uma única fase enquanto as 
outras estão subutilizadas. O desequilíbrio de carga entre as fases pode levar a 
quedas de tensão, perdas de eficiência e pode até mesmo causar problemas de 
estabilidade no sistema elétrico. Ao distribuir as cargas de maneira equilibrada entre 
as fases, é possível otimizar o desempenho do sistema e garantir uma distribuição 
eficiente de energia elétrica dentro da residência. 
 
Referências 
FITZGERALD, A. E., Kingsley, C., & Umans, S. D. (2016). Máquinas Elétricas: com 
Introdução à Eletrônica de Potência. Bookman Editora. 
CHAPMAN, S. J. (2017). Máquinas Elétricas: Teoria e Prática. McGraw-Hill 
Education. 
SARMENTO, S. (2019). Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica. 
Escolar Editora. 
KREIN, P. T. (2015). Elementos de Eletrônica de Potência. EdUSP. 
MONTENEGRO, G. P. (2018). Introdução às Máquinas Elétricas: teoria e prática. 
Editora Interciência.