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* Regra da Mão Direita de Fleming * * (Princípio do Gerador) Um condutor de comprimento L imerso em um campo magnético de densidade B e que se move em relação a esse campo com velocidade v fica sujeito a uma tensão entre suas extremidades que pode ser calculada como: E = B L v * Regra da Mão Direita de Fleming * TENSÃO INDUZIDA EM UM CONDUTOR QUE SE DESLOCA DENTRO DE UM CAMPO MAGNÉTICO Seja um condutor se deslocando dentro de um campo magnético, então uma tensão será induzida nele. * Princípio de geração de tensão em uma máquina elétrica A tensão induzida em uma barra no rotor é. V velocidade das barras dentro do campo magnético. B vetor densidade de fluxo magnético l vetor na direção do comprimento do condutor dentro do magnético. * * * O vetor l tem a mesma direção do condutor e aponta para a extremidade que faz o menor ângulo com o vetor . A tensão no condutor é produzida de modo que o polo positivo aponta no mesmo sentido do vetor . * * Lei de Faraday Um campo magnético concatenado por uma bobina e variante no tempo, cria uma tensão induzida nos terminais desta bobina. * Lei de Faraday O valor da tensão induzida em um circuito fechado é determinado pela taxa de variação de fluxo magnético que atravessa este circuito. * Lei de Lenz Em todos os casos de indução eletromagnética, uma fem induzida fará com que a corrente circule em um circuito fechado em um sentido que tente contrariar a variação que a produziu. * Lei de Faraday O campo magnético variável no tempo produz uma força eletromotriz que pode estabelecer uma corrente em um circuito fechado adequado. * Lei de Faraday * Lei de Faraday O fluxo magnético é aquele fluxo que atravessa toda a superfície cujo perímetro vem a ser este caminho fechado. * Taxa de variação de fluxo diferente de zero Um fluxo variável no tempo que enlaça um caminho fechado estacionário. Movimento relativo entre um fluxo estacionário e um caminho fechado. Uma combinação dos dois. * Lei de Lenz O fluxo produzido pela corrente induzida age contra a variação de fluxo que a produziu. * Lei de Faraday e a FEM de movimento * Fem gerada * * * Lei de Faraday e a FEM de movimento * * * * Regra da Mão Direita de Fleming * Lei de Faraday * * * * Observe que a espira de fio do rotor está colocada em uma ranhura encaixada em um núcleo ferromagnético. O rotor de ferro, juntamente com a forma curvada das faces dos polos, propicia um entreferro de ar com largura constante entre o rotor e o estator. Lembre-se que a relutância do ar é muito superior à relutância do ferro na máquina. Para minimizar a relutância do caminho de fluxo através da máquina, o fluxo magnético deve percorrer o caminho mais curto possível entre a face do polo e a superfície do rotor. * Como o fluxo magnético deve tomar o caminho mais curto através do ar, ele é perpendicular à superfície do rotor em todos os pontos debaixo das faces polares. Também, como o entreferro tem largura uniforme, a relutância é a mesma em qualquer ponto debaixo das faces polares. A relutância uniforme significa que a densidadede fluxo magnético é constante em todos os pontos debaixo das faces polares. * * * * Princípios de Funcionamento Gerador CC * Máquinas de Corrente Contínua Geradores: máquina conversora de potência mecânica em potência elétrica Componentes Principais Estator: circuito de campo que produz campo magnético. Rotor: parte rotativa, circuito da armadura Comutador: retificador mecânico-leva através dos anéis coletores e escovas, a tensão DC para o meio externo. * Máquina de Corrente Contínua Os geradores e motores de corrente contínua apresentam basicamente a mesma constituição, diferindo apenas no que diz respeito a aplicação. * Máquina de Corrente Contínua Os motores e os geradores de C.C. podem ser divididos em duas partes, uma estacionária e a outra girante. A parte fixa é conhecida como estator e a parte móvel é chamada de rotor. * Máquina de Corrente Contínua O estator tem como função a de proporcionar o campo magnético no qual giram os condutores da armadura. Nesta parte, além dos pólos propriamente ditos, temos também o conjunto de escovas. * * Estator é alimentado com tensão DC, para produzir campo magnético fixo. Por ação mecânica externa o circuito da armadura é girado e seus condutores são cortados por este campo magnético fixo. Todo condutor em movimento, imerso em um campo magnético sofre uma indução eletromagnética e apresenta em seus terminais uma fem. A ddp nos terminais do rotor é retificada e levada ao meio externo pelos anéis coletores e escovas. * Equação da Tensão Gerada (equação de velocidade) Tensão gerada Constante da máquina Fluxo por polo Velocidade angular * Equação do Torque Constante da máquina Fluxo Velocidade angular * Torque Eletromagnético * Quanto à excitação de campo Tipos de Geradores * * Estator - circuito de campo Rotor - circuito de armadura * Comutador: leva a tensão gerada para o meio externo, por meio de anéis e escovas * Tipos de Geradores Excitação Independente Shunt Série Composto com derivação longa Composto com derivação curta * Excitação Independente * * * * * Exercício de aplicação * Uma maquina cc de excitação independente de 25 KW, 125 volts opera com velocidade de 3000 rpm e uma corrente de campo constante tal que a tensão de armadura em circuito aberto seja 125 V.A resistência da armadura é de 0,02 ohm. Para uma tensão nominal de 124 volts calcule: a)Ia b) P terminal c) P eletromagnética d) Torque eletromagnético * Excitação em paralelo * * * * * Exercício de aplicação * Um gerador shunt possui as seguintes características: 250 volts; 150 kw; resistor de campo de 50 ohms; e resistência de armadura de 0,05 ohms. Calcule: a)a corrente a plena carga ¨ b) a corrente de campo c) A corrente de armadura d) a tensão gerada a plena carga. * Excitação Série * * * * * Excitação Composta * Composto longo: o campo derivação fica em paralelo diretamente com os terminais da máquina * * * * * Composto curto: o campo série fica entre o campo derivação e a tensão terminal da máquina * * * * * * * * REGULAÇÃO DE TENSÃO NOS GERADORES CC * regulação de tensão de um gerador é a diferença entre a tensão nos terminais sem carga (SC) e com carga máxima (CM), e é expressa como uma porcentagem do valor da tensão nos terminais com carga máxima (carga nominal ou plena carga). * Representação esquemática de uma máquina CC * * * Regulação no Gerador SHUNT * * * Em vazio, se excita com seu magnetismo residual até o valor da fem induzida plena. Com aplicação de carga aumenta-se a queda de tensão na armadura e a tensão nos terminais cai levemente. * Regulação no Gerador SÉRIE * * * GERADOR EM SÉRIE: Em vazio não tem capacidade de efetuar sua auto-excitação; entretanto, devido à remanência dos pólos, surge uma pequena tensão induzida nos terminais (cerca de 3%). Nas condições de carga, a tensão nos terminais, acompanhando a curva de magnetização do ferro, se eleva até a saturação do núcleo. Como a corrente de carga também é a corrente de campo, a tensão nos terminais varia acentuadamente com a carga, tornando-se praticamente constante, próximo da saturação do núcleo. * *
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