CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA
Prova N2
1.. Um motor CC em derivação de 24kW e de 210V tem uma resistência de armadura de 0,10 e uma resistência de campo de 110. A vazio e na tensão nominal, a velocidade é de 2200 rpm, sendo que a corrente de armadura é de 10A. Em plena carga e na tensão nominal, a corrente de armadura é de 120A e, devido à reação da armadura, o fluxo é 10% menor do que o valor a vazio. 
 
Sobre o motor CC em derivação descrito, assinale a alternativa correta.
R: A velocidade a plena carga é de 2316 rpm, e a regulação da tensão na armadura é de 92%.
2.. Os transformadores têm como base de funcionamento a lei de Faraday, que constitui a propriedade fundamental apresentada pelos campos magnéticos. Essa lei evidencia, inclusive, o porquê de os transformadores elétricos serem chamados de máquinas elétricas estáticas. A Figura 1, a seguir, representa um transformador, e o fluxo no núcleo é dado pela equação .
Figura 1 - Representação de transformador real
Fonte: Adaptada de Chapman (2013).
CHAPMAN, S. J. Fundamentos de máquinas elétricas. 5. ed. Tradução de Anatólio Laschuk. Porto Alegre: AMGH, 2013.
#PraCegoVer: a figura apresenta o modelo com núcleo ferromagnético envolvido. É possível ver os enrolamentos primário e secundário dispostos nas partes de laterais do núcleo, que possui duas pernas, de forma que o lado primário (Np) possui dois terminais ao lado esquerdo, e o lado secundário (Ns) possui dois terminais ao lado direito. Há um fluxo M percorrendo o núcleo no sentido anti-horário.
Considerando o transformador mencionado, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).  
 
I. (    ) Se houver 120 espiras no núcleo do enrolamento primário, a tensão induzida no terminal de entrada será  Wb.
II. (  ) Se  Wb,   Wb e , a relação de transformação será .
III. (    ) Se houver 100 espiras no núcleo do enrolamento secundário, a tensão induzida no terminal de entrada será de  Wb.
IV. (   ) Se a tensão induzida no terminal secundário for  Wb, o número de espiras no enrolamento secundário será de 135.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: V, F, V, F.
3.. Nos transformadores monofásicos reais, o fluxo estabelecido nos enrolamentos está sujeito a perdas por dispersão, ou seja, uma parte do fluxo deixa o núcleo de ferro passando através do ar. Ela passa através de uma das bobinas do transformador, mas não através da outra.
 
Em relação aos fluxos nas bobinas, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O fluxo na bobina primária do transformador é determinado somente pelo fluxo mútuo, que permanece no núcleo e concatena os enrolamentos.
II. No enrolamento secundário, o fluxo é determinado pelo fluxo mútuo e o fluxo de dispersão, que passa pelo enrolamento e retorna pelo ar, contornando o enrolamento primário.
III. Nos transformadores monofásicos, a relação de transformação também pode ser determinada pela razão entre as tensões causadas pelo fluxo mútuo no enrolamento primário e no enrolamento tensão secundário.
IV. O fluxo de dispersão primário é diretamente proporcional à corrente elétrica primária e o fluxo de dispersão secundário é diretamente proporcional à corrente secundária.
 
É correto o que se afirma em: 
R: II, III e IV, apenas.
4.. Circuitos elétricos são utilizados em uma gama de equipamentos industriais, como para o acionamento de dispositivos elétricos e eletrônicos, conforme as aplicações e especificações deles. Dentre eles, podemos destacar os resistores, os capacitores, os geradores e os indutores, elementos fundamentais da conversão eletromecânica de energia e base dos circuitos elétricos. 
Considerando os elementos base dos circuitos elétricos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).  
 
I. (  ) A função de um resistor elétrico é oferecer uma resistência à circulação de uma corrente elétrica e dissipar energia por efeito Joule (na forma de calor).
II. (  ) Compostos por duas placas, os capacitores tem como funcionalidade armazenar cargas variantes no tempo delas, o que resulta em tensão nos terminais delas.
III. (   ) Semelhante ao funcionamento de uma bateria, um gerador é uma fonte de força eletromotriz e pode gerar somente corrente contínua. 
IV. (   ) Em um indutor, a energia fica confinada dentro de uma bobina com resistência desprezível em forma de campo magnético.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: V, V, F, V.
5.. Considere um transformador monofásico real de 130/1950 V, 60 Hz e 45 kVA, com uma reatância de magnetização de , quando medida nos terminais de 130 V. O primeiro enrolamento tem uma reatância de dispersão de  e o segundo enrolamento tem uma reatância de dispersão de .
Em relação às informações desse transformador, analise as afirmativas a seguir.
I. Considerando o enrolamento secundário aberto e uma tensão de 130 V aplicada no primeiro enrolamento, a corrente primária será de 3,25 A.
II. Considerando o enrolamento secundário em curto-circuito, a corrente primária será de 346,15 A. 
III. Considerando o enrolamento secundário aberto e uma tensão de 130 V aplicada no primeiro enrolamento, a tensão secundária será de 1950 V.
IV. Considerando o segundo enrolamento em aberto, para facilitar os cálculos podemos utilizar a técnica de circuito equivalente e refletir a reatância do enrolamento secundário para o primário. 
 
É correto o que se afirma em:
R: I, II e IV, apenas.
6.. A maioria dos sistemas de geração e distribuição de potência são sistemas de corrente alternada (CA) trifásicos, os quais são de suma importância para a sociedade.  Além das ligações padrões, existem outras maneiras de realizar a transformação trifásica, fazendo uso de apenas dois transformadores. Essas técnicas provocam uma restrição na capacidade do trabalho de potência pelos transformadores.
 
Em relação às ligações com dois transformadores, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (   ) Na ligação de triângulo aberto (V-V), um banco de transformadores trabalha com apenas dois transformadores. E a potência disponibilizada é 57,7% do valor nominal original deste banco. 
II. ( ) Na ligação estrela aberta e delta aberta, tem-se a ausência de um dos transformadores monofásicos e a presença do neutro, o que faz surgir uma “fase fantasma”, a qual permite a entrega de energia na saída do banco.
III. (   ) A ligação T de Scott permite, por sua vez, obter duas fases com uma defasagem de 120° entre si, utilizando uma fonte de potência trifásica, com dois transformadores monofásicos de especificações iguais.
IV. (   ) A ligação T trifásica converte a potência trifásica em bifásica, sendo esta uma ligação resultante, basicamente, da modificação da ligação T de Scott, o que resulta em tensões secundárias que se recombinam para produzir a saída trifásica do banco.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: V, F, F, V.
7.. Uma engenheira eletricista foi contratada para projetar uma rede de distribuição que possui um transformador elétrico de potência conectado à rede e à carga pela ligação  de 35 kVA e 12800/128 V, tendo uma resistência de 3,2% e uma reatância de 10,2% por unidade.
 
Com base nas ligações dos transformadores trifásicos, analise as afirmativas abaixo.
 
I. A impedância da base do transformador do lado de alta tensão será de .
II. A impedância equivalente ao lado de alta tensão será de .
III. A corrente de fase nominal no primário é de 0,91 A.
IV. A tensão da linha de base no primário é de 13800 V.
 
É correto o que se afirma em:
R: I e II, apenas.
8.. Um motor CC em derivação de 2 polos, 10kW, 200V e 40 A tem um enrolamento de armadura com 3 caminhos paralelos e  condutores ativos, sendo que a resistência e a corrente do circuito de armadura são 0,320 e 10A, respectivamente. O fluxo de armadura por polo é , e os efeitos da reação de armadura podem ser desprezados. As perdas rotacionais a vazio são estimadas em 0,6kW.
Sobre o motor CC em derivaçãodescrito, assinale a alternativa correta.
R: O torque mecânico do motor CC em derivação é 7,04 N.m, e, para uma , a potência mecânica será 14W.
9.. O acionamento dos motores CC é feito a partir de uma fonte de potência CC.  Com isso, a tensão de entrada de um motor CC é constante, caso não seja especificado o contrário em placa. Os motores CC podem ser divididos em cinco tipos principais, considerando, especialmente, forma construtiva dele.
 
Em relação aos tipos principais dos motores CC, analise as afirmativas abaixo.
 
I. Um motor CC com excitação independente recebe esse nome porque o circuito de campo é alimentado diretamente por meio dos terminais do motor CC.  
II. O motor CC de ímã permanente conta com polos feitos com materiais especiais, os ímãs permanentes, e, com isso, dispensam o enrolamento de campo.
III. O motor CC série tem o enrolamento de campo com poucas espiras e é conectado em série com o circuito da armadura do motor.
IV. O motor CC composto tem campos em derivação, portanto as forças magnetomotrizes das bobinas de campo somam-se ou subtraem-se.
 
É correto o que se afirma em:
R: II e III, apenas.
10.. Os transformadores são dispositivos que fazem a conversão da potência elétrica através da ação do campo magnético gerado. Naturalmente, não é possível construir os transformadores ideais; assim, apenas os transformadores reais podem ser construídos.
 
Em relação aos transformadores reais, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Em um transformador real, podemos considerar que o fluxo concatenado total através de uma bobina é simplesmente o produto entre número de espiras e o fluxo. 
II. Para converter um transformador real em um transformador ideal, uma das condições é que não haja correntes parasitas e nem histerese no núcleo do transformador.
III. A corrente necessária para produzir fluxo no núcleo ferromagnético de um transformador consiste somente na corrente de magnetização.
IV. A tensão induzida em um transformador real é a relação da variação do fluxo concatenado na bobina pelo tempo. 
 
É correto o que se afirma em:
R: II e IV, apenas.
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