BANCO DE CEME I

Prévia do material em texto

1)A respeito dos principais fenômenos eletromagnéticos e que regem todas as aplicações
tecnológicas do eletromagnetismo podemos citar: 
I-Condutor percorrido por corrente elétrica produz campo magnético; 
II-Campo magnético provoca ação de uma força magnética sobre um condutor percorrido por
corrente elétrica; 
III-Fluxo Magnético variante sobre um condutor gera (induz) corrente elétrica; Quais
afirmativas estão certas? 
 Todas I, II e III estão certas
2)A respeito do funcionamento dos transformadores podemos citar: 
I-Enquanto o campo magnético criado pela corrente no enrolamento primário cresce é gerada
uma corrente no enrolamento secundário. Isso ocorre logo após a chave ser fechada pois a
corrente é crescente. Quando o campo no enrolamento primário se estabiliza (se torna
constante) a corrente cessa no enrolamento secundário. 
II-Enquanto o campo magnético permanece constante no enrolamento primário, não há
corrente no enrolamento secundário. 
III-Enquanto o campo magnético diminui no enrolamento primário, é gerada uma corrente no
enrolamento secundário, com sentido oposto à anterior. Isso ocorre logo após a chave ser
aberta e cessa logo após o campo magnético se anular no enrolamento primário. Quais
afirmativas estão certas?
 Todas I, II e III estão certas
3)Pode ser comprovado experimentalmente que uma bobina condutora submetida a uma
intensidade de corrente elétrica variável tem a propriedade de gerar uma força eletromotriz
induzida (tensão induzida) em seus terminais. Ou seja, a própria corrente variante que circula
na bobina cria um fluxo magnético que induz nela mesma uma força eletromotriz. A esta
propriedade chamamos de:
 Auto-Indução Eletromagnética
4)As características das linhas de campo magnético estão listadas a seguir. EXCETO na
alternativa:
 As linhas sempre se cruzam;
5)Campo Magnético é a região ao redor de um imã, na qual ocorre um efeito magnético. Esse
efeito é percebido pela ação de uma Força Magnética de atração ou de repulsão. O campo
magnético pode ser definido pela medida da força que o campo exerce sobre o movimento das
partículas de carga, tal como um elétron. A representação visual do Campo Magnético é feita
através de:
 Linhas de campo magnético, também conhecidas por linhas de indução magnética.
6)O Fluxo magnético, simbolizado por φ, é definido como o conjunto de todas as linhas de
campo que atingem perpendicularmente uma dada área. Qual a unidade de medida
estabelecida para Fluxo Magnético?
 Weber (Wb)
7)Qual o tipo do motor de corrente contínua que tem as características descritas abaixo e o
diagrama elétrico além da curva de desempenho esboçados a seguir? Aplicações típicas (visão
conceitual): cargas mecânicas que sofrem variações bruscas. Utilizado em: serras; furadeiras e
elevadores. Partida: pode partir em vazio ou com carga.
 MOTOR MISTO
8)Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento devemos
conhecer antecipadamente suas principais características. Uma delas é: O NÚMERO DE VOLTAS
DO ENROLAMENTO É DETERMINADO EM FUNÇÃO DO NÚMERO DE DENTES DO ESTATOR,
NÚMERO DE PÓLOS E DO TIPO DE ENROLAMENTO. Esta descrição está relacionada à que
característica?
 NÚMERO DE BOBINAS
9)Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento, devemos conhecer
antecipadamente suas principais características. Uma delas é: DETERMINADO PELA DISTÂNCIA EM
DENTES ENTRE O INÍCIO DE DUAS BOBINAS INTERLIGADAS DA MESMA FASE. DEFINE A REGIÃO ONDE
SERÁ CONCENTRADO UM PÓLO MAGNÉTICO FORMADO POR ESTA BOBINA. Esta descrição está
relacionada à que característica?
 PASSO POLAR
10)Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento, devemos
conhecer antecipadamente suas principais características. Uma delas é: PARA O
FUNCIONAMENTO PERFEITO DO CAMPO GIRANTE DEVE HAVER UMA SIMETRIA DA
DEFASAGEM ELÉTRICA DAS FASES (120 GRAUS ELÉTRICOS), COM A DEFASAGEM MECÂNICA
DOS 3 ENROLAMENTOS, OU SEJA, O INÍCIO DE CADA ENROLAMENTO DEVE APRESENTAR UMA
DEFASAGEM DE 120 GRAUS GEOMÉTRICOS. ISTO É CONSEGUIDO DIVIDINDO O TOTAL DE
DENTES DO ESTATOR POR 3. Esta descrição está relacionada à que característica?
 PASSO DE FASE
11)Qual o tipo do motor de corrente contínua que tem as características descritas abaixo e o
diagrama elétrico além da curva de desempenho esboçados a seguir? Aplicações típicas (visão
conceitual): cargas mecânicas que não sofrem variações bruscas. Utilizado em: escadas
rolantes; linhas de montagem e ventiladores. Partida: pode partir em vazio ou com carga.
 MOTOR SHUNT
12)Qual o tipo do motor de corrente contínua que tem as características descritas abaixo e o
diagrama elétrico além da curva de desempenho esboçados a seguir? Aplicações típicas (visão
conceitual): cargas mecânicas muito grandes e tração elétrica. Utilizado em: trens elétricos;
metrôs e ônibus elétricos; gruas e guindastes. Partida: importante, não pode partir em vazio,
pois a rotação dispara.
 MOTOR SÉRIE
13)Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento, devemos
conhecer antecipadamente suas principais características. Uma delas é: A DISTÂNCIA EM
DENTES COMPREENDIDA ENTRE OS DOIS LADOS DA MESMA BOBINA. QUANDO O PASSO DE
BOBINA FOR IGUAL A ESTA GRANDEZA É DENOMINADO DE PASSO DE BOBINA INTEIRO; CASO
SEJA MENOR QUE O PASSO POLAR É DENOMINADO DE PASSO DE BOBINA FRACIONÁRIO. NO
PROJETO DOS MOTORES ELÉTRICOS O PASSO IDEAL É DETERMINADO ATRAVÉS DE ENSAIOS EM
LABORATÓRIOS ATÉ SE OBTER O MELHOR RENDIMENTO DA MÁQUINA, NÃO DESPREZANDO O
CUSTO DE PRODUÇÃO. Esta descrição está relacionada à que característica?
 PASSO DE BOBINA
14)As afirmativas a seguir sobre Campo Magnético gerado em torno de um Condutor Retilíneo
estão corretas, EXCETO no item:
 A densidade de campo magnético B num ponto p considerado é inversamente
proporcional à corrente no condutor, diretamente proporcional à distância entre o centro do
condutor e o ponto, e não depende do meio.
15)Campo Magnético é a região ao redor de um imã, na qual ocorre um efeito magnético. Esse
efeito é percebido pela ação de uma Força Magnética de atração ou de repulsão. O campo
magnético pode ser definido pela medida da força que o campo exerce sobre o movimento das
partículas de carga, tal como um elétron. A representação visual do Campo Magnético é feita
através de:
 Linhas de campo magnético, também conhecidas por linhas de indução magnética.
16)Existe uma corrente que o motor absorve da rede quando funciona, fornecendo uma
potência ao sistema. O valor dessa corrente depende do rendimento (η), e do fator de potência
(cosϕ). Qual o nome da Potência a partir do cálculo dessa corrente?
 Potência Nominal
17)Considere um transformador monofásico conectado a uma rede senoidal de 60 Hertz, alimentando
uma carga com corrente de 10 Ampères e fator de potência igual a 0,8 atrasado. O transformador
apresenta as seguintes características: - regulação de tensão de 0,1 - tensão no secundário a vazio (sem
carga) de 100 Volts - perdas no ferro de 5 Watts - perdas no cobre de 15 Watts Nessas condições, o
rendimento percentual aproximado do transformador é de:
 97,3%
18)Michael Faraday, experimentalmente observou que a tensão média induzida e
consequentemente a corrente elétrica induzida é maior quanto mais rápida for a variação do
fluxo magnético no circuito. Qual o nome que se dá a essa tensão média induzida?
 Força eletromotriz induzida.
19)O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e a transforma em energia mecânica
disponível na ponta do eixo. Qual o conceito que define a eficiência com que é feita esta
transformação?
 Rendimento
20)Qual é a parcela da potência aparenteque "não" realiza trabalho, ou seja, apenas é
transferida e armazenada nos elementos passivos (capacitores e indutores) do circuito?
 Potência Reativa
21)Qual é a parcela da potência aparente que realiza trabalho, ou seja, que é transformada em
energia?
 Potência Ativa
22)Qual o tipo de potência cujo resultado é a multiplicação da tensão pela corrente (S=VxI para
cada fase), correspondente a potência real que existiria se não houvesse defasagem entre a
tensão e a corrente, ou seja, se a carga fosse formada por resistências?
 Potência Aparente
23)Para a confecção, colocação e ligação das bobinas que formam o enrolamento, devemos
conhecer antecipadamente suas principais características. Uma delas é: O NÚMERO DE
ELEMENTOS DESTA CARACTERÍSTICA CONTRUTÍVA DE UM MOTOR C.A. AFETA DIRETAMENTE
SUA VELOCIDADE, OU SEJA, SE DESEJAMOS UM MOTOR COM ELEVADA ROTAÇÃO ESTE DEVERÁ
APRESENTAR O MÍNIMO DESSES ELEMENTOS MAGNÉTICOS. Esta descrição está relacionada à
que característica?
 NÚMERO DE PÓLOS
24)Devemos observar alguns pontos importantes quando procedermos com a ligação de
geradores em paralelo. Nas afirmativas seguir todas as observações estão corretas EXCETO:
 As freqüências dos geradores podem estar atrasadas ou adiantadas entre si em até 20%
relativo ao gerador de maior freqüência medida.
CCE0146 - Conversão Eletromecânica De Energia I 
 
MOTOR CORRENTE CONTINUA 
O PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA: está baseado na força mecânica que 
atua sobre um condutor imerso num campo magnético, quando sobre ele circula uma corrente elétrica. 
 
CORRENTE NOMINAL: Corrente lida na placa de equipamento, corrente em que o motor devera funcionar sem 
prejudicar seu funcionamento. 
TENSÃO NOMINAL: Valor eficaz de tensão pelo qual o sistema é designado, expresso em volts (V) ou quilovolts 
(kV) 
TORQUE A obtenção de torque em maquinas elétricas rotativas, devido a conversão eletromecânica de energia 
(elétrica em mecânica ou vice-versa), se da pela interação dos fluxos de estator e do rotor, e nesse texto e 
denominado torque eletromecânico 
A equação para o torque desenvolvido na armadura será em função do fluxo magnético e da corrente da armadura: 
 
FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA (e) É a reação que o campo de acoplamento produz sobre o circuito elétrico para 
que possa absorver energia deste circuito. Em dispositivos eletromagnéticos é a tensão induzida pelo campo 
magnético. 
 
VELOCIDADE DO MOTOR C.C: Como a força-contra-eletromotriz, Ec, varia com a velocidade e o fluxo, podemos 
chegar na seguinte equação de velocidad (em rpm): 
 
 
PARA INVERTER O SENTIDO DE ROTAÇÃO DE QUALQUER MOTOR CC é necessário inverter a corrente de armadura 
em relação a corrente de campo Deve-se inverter somente um deles, e a inversão em ambos os circuitos manterá o 
mesmo sentido de rotação 
 
MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA (MCC): muito utilizadas como motores de velocidade variável. 
 
OS DISPOSITIVOS PODEM SER CLASSIFICADOS, SEGUNDO O NUMERO DE CAMPOS ENVOLVIDOS, EM : 
 DISPOSITIVOS DE EXCITAÇÃO ÚNICA: Desenvolvem forças de impulso não controladas. Ex: relés, solenoides, 
atuadores diversos. 
DISPOSITIVOS DE 2 OU MAIS CAMINHOS DE EXCITAÇÃO: Desenvolvem forças proporcionais a sinais elétricos e sinais 
proporcionais às forças e velocidades. 
 
OBS.: IMÃS PERMANENTES –frequentemente usados como um dos caminhos de excitação 
EM MUITOS DISPOSITIVOS – um caminho de excitação estabelece o nível de campo elétrico ou magnético. O 
caminho trabalha com sinais 
Ex.: alto-falantes, motores de conjugado, tacômetros e captadores. 
 
MOTOR MONOFÁSICO : largamente utilizado em eletrodomésticos, tem boa eficiência (rendimento) e também são de 
fácil construção. Geralmente são de baixa potência 
 
IaKT t ..φ=
ROTOR (ARMADURA) Parte girante, montada sobre o eixo da máquina, construído de um 
material ferromagnético envolto em um enrolamento chamado de enrolamento de armadura e o anel comutador. Este 
enrolamento suporta uma alta corrente em comparação ao enrolamento de campo e é o circuito responsável por 
transportar a energia proveniente da fonte de energia. 
 
ANEL COMUTADOR Responsável por realizar a inversão adequada do sentido das correntes que circulam no 
enrolamento de armadura, constituído de um anel de material condutor, segmentado por um material isolante de 
forma a fechar o circuito entre cada uma das bobinas do enrolamento de armadura e as escovas no momento 
adequado. O anel é montado junto ao eixo da máquina e gira junto com a mesma. O movimento de rotação do eixo 
produz a comutação entre os circuitos dos enrolamentos. 
 
ESTATOR (CAMPO OU EXCITAÇÃO) Parte estática da máquina, montada em volta do rotor, de forma que o mesmo 
possa girar internamente. Também é constituído de material ferromagnético, envolto em um enrolamento de 
baixa potência chamado de enrolamento de campo que tem a função apenas de produzir um campo magnético fixo 
para interagir com o campo da armadura. Em algumas máquinas comercializadas no mercado é possível encontrar 
enrolamentos de compensação que tem como função compensar o efeito desmagnetizante da reação de armadura e 
enrolamentos de comutação que tem como função diminuir o faiscamento no anel comutador. 
 
ESCOVAS Peças de grafite responsáveis por conduzir a energia para o circuito do rotor 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS DE CC SEGUNDO A MANEIRA COMO a ALIMENTA 
EXCITAÇÃO INDEPENDENTE OU SEPARADA : Nesta configuração o circuito de excitação da máquina é alimentada por 
uma fonte adicional independente ou separada da fonte de corrente contínua que alimenta a armadura. Em geral o 
enrolamento de campo que produz a excitação é constituído de condutores que não suportam grandes correntes, 
pois a excitação em geral utiliza correntes baixas para produzir o campo magnético em comparação com as correntes 
que circulam no enrolamento de armadura. 
EXCITAÇÃO SÉRIE: O circuito do enrolamento de campo que produz a excitação está em série com o circuito de 
armadura, sendo assim necessário apenas uma fonte para alimentar o circuito de campo e da armadura. Como neste 
caso a corrente que circula no enrolamento de campo que produz a excitação é a mesma corrente que circula no 
enrolamento da armadura, é necessário um enrolamento próprio para o circuito de excitação, capaz de suportar 
correntes relativamente altas da armadura. 
EXCITAÇÃO SHUNT OU EM DERIVAÇÃO (PARALELO) O circuito do enrolamento de campo que produz a excitação 
está em paralelo ou em derivação com o circuito de armadura. Nesta configuração, é necessário apenas uma fonte 
de corrente contínua para alimentar o circuito de armadura e de campo, pois ambos os circuitos estão em paralelo. 
Como o enrolamento de campo está em paralelo ou em derivação com o circuito de armadura, é possível utilizar o 
mesmo tipo de condutor do caso de excitação independente. 
EXCITAÇÃO COMPOSTA;Com dois enrolamentos de excitação, um em série e outro em derivação, podendo existir o 
esquema de ligação longo ou curto e composto aditivo ou subtrativo. Neste esquema de ligação utiliza-se uma 
combinação da excitação série e shunt, de forma a aproveitar os benefícios de ambas as ligações. Em muitas 
aplicações o enrolamento série é utilizado para compensar o efeito desmagnetizante da reação de armadura 
PROBEMAS EM MAQUINAS DE CORRENTE CONTINUA: A principal desvantagem possuem um custo inicial maior 
que as máquinas C.A . 
Necessidade de uma manutenção mais frequente devido à ação retificadora do comutador. 
(desgaste nas escovas) 
 
PERDAS MAGNÉTICAS 
PERDA POR HISTERESE: quando a energia transformada em calor na reversão da polaridade magnética do núcleo 
transformador 
 PERDAS POR CORRENTES DE FOUCAULT: (correntes parasitas) quando uma massa de metal condutor se desloca 
num campomagnético, ou é sujeita a um fluxo magnético móvel, circulam nela correntes induzidas. Essas correntes 
produzem calor devido às perdas na resistência do ferro 
ENERGIA CONVERTIDA EM CALOR: 
 perdas ôhmicas em condutores / atritos das partes mecânicas móveis / perdas em materiais magnéticos 
 
 
COMPORTAMENTO MAGNÉTICO. 
SUBSTÂNCIAS PARAMAGNÉTICAS: São materiais que possuem elétrons desemparelhados e que, quando na 
presença de um campo magnético, se alinham, fazendo surgir dessa forma um ímã que tem a capacidade de 
provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético em um ponto qualquer. Esses materiais são 
fracamente atraídos pelos ímãs. São materiais paramagnéticos: o alumínio, o magnésio, o sulfato de cobre, etc. 
SUBSTÂNCIAS DIAMAGNÉTICAS São materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus 
ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Assim, estabelece-se um 
campo magnético na substância que possui sentido contrário ao campo aplicado. São substâncias diamagnéticas: o 
bismuto, o cobre, a prata, o chumbo, etc. 
SUBSTÂNCIAS FERROMAGNÉTICAS: Esses materiais se imantam fortemente se colocados na presença de um 
campo magnético 
ANTIFERROMAGNÉTICOS: Alinham-se em oposição um ao outro sob o mesmo campo magnético, mesmo que a 
resistência de cada dipolo seja muito alta. Esses materiais são antiferromagnéticos e têm magnetização zero 
MATERIAIS MAIS UTILIZADOS Os três tipos de materiais mais utilizados para núcleos de máquinas elétricas são 
o aço baixo carbono, aço-silício de grão não orientado e aço-silício de grão orientado. 
Os mais utilizados são materiais com ligas de aço como, por exemplo, Aço baixo carbono, que possui alta 
permeabilidade magnética 
MOTORES CC eGERADORES CC 
Quais as similaridades e diferenças quanto à construção entre MOTORES CC e 
GERADORES CC? 
 
Similaridades: São máquinas rotativas e suas tensões são geradas nos enrolamentos das bobinas quando estes 
giram dentro de um campo magnético e viceversa;o enrolamento de armadura encontram-se no rotor que é a parte 
rotativa do motor; possuem um enrolamento de campo conhecido como estator que conduz corrente contínua que é 
usado para produzir o fluxo principal de operação da máquina. 
 
Diferenças: Os geradores CC necessitam de retificadores semicondutoresexternos para gerar uma corrente 
contínua. Isso é diferente da máquina CC convencional, na qual a retificação é produzida mecanicamente por meio 
do comutador que é um cilindro formado de segmentos de cobre isolados entre si por mica ou algum material 
altamente isolante. 
1. Quais os três principais tipos de materiais magnéticos e qual deles é utilizado em 
máquinas elétricas e transformadores? 
Resposta: Ferromagnético, diamagnético e paramagnético. 
Os mais utilizados são os ferromagnéticos. 
 
2. O que é Tensão Nominal? 
Resposta: É a tensão de placa da máquina. A tensão fornecida pelo fabricante da 
máquina. 
 
3. Como é obtido o torque em máquinas elétricas de corrente contínua rotativas? 
Resposta: A obtenção do torque em máquinas elétricas rotativas é devido a conversão 
eletromecânica de energia (elétrica em mecânica ou vice-versa), se dá pela interação 
dos fluxos do estator e do rotor. 
 
4. Considere um transformador monofásico conectado a uma rede senoidal de 60 Hertz, 
alimentando uma carga com corrente de 10 Ampéres e fator de potência igual a 0,8 
atrasado. 
O transformador apresenta as seguintes características: - regulação de tensão de 0,1 – 
tensão no secundário a vazio (sem carga) de 100 Volts – perdas no ferro de 5 Watts – 
perdas no cobre de 15 Watts. Nessas condições, o rendimento percentual aproximado 
do transformador é de: 
Resposta: 97,3% 
 
5. Quais os dois principais problemas que aparecem nas máquinas de corrente contínua? 
Resposta: Elevada frequência de manutenção em função de desgastes de materiais 
(escovas) e o custo inicial maior que as máquinas de corrente alternada. 
 
6. Explique como são as conexões internas quando aplicamos ‘EXCITAÇÃO COMPOSTA’ 
em motores CC. Exemplifique uma aplicação para esse tipo de motor. 
Resposta: Com dois enrolamentos de excitação, um em série e outro em derivação, 
podendo existir o esquema de ligação longo ou curto e composto aditivo ou 
subtrativo. 
Em muitas aplicações o enrolamento série é utilizado para compensar o efeito 
desmagnetizante da reação da armadura. 
 
7. Como funcionam as MÁQUINAS ASSÍNCRONAS? 
Resposta: São máquinas que utilizam o princípio de indução eletromagnética. 
Aplicamos uma tensão trifásica de corrente alternada nos enrolamentos do estator, 
com isso produziremos um campo magnético girante. 
O fluxo magnético girante do estator atravessará o entreferro e induzirá tensão 
alternada no enrolamento do rotor. 
Essa tensão induzida fará com que circule corrente pelo enrolamento do rotor. 
 
 
 
8. Como é criado o campo girante nos motores de corrente alternada? 
Resposta: As tensões aplicadas estão desfasadas de 120°, e nas três fases resultam 
correntes iguais, desfasadas entre si de 120°, as quais geram campos magnéticos 
pulsantes, que se combinam dando um campo resultante de valor constante. 
 
9. Quais as similaridades e diferenças quanto a construção entre MOTORES CC e 
GERADORES CC? 
Resposta: Construtivamente são máquinas semelhantes, a diferença é que os 
geradores CC necessitam de retificadores externos para gerar uma corrente contínua 
e, na máquina CC convencional, a retificação é produzida mecanicamente por meio do 
comutador. 
 
10. Explique como são as conexões internas quando aplicamos ‘EXCITAÇÃO SÉRIE’ em 
motores CC. 
Exemplifique uma aplicação para esse tipo de motor. 
Resposta: O circuito do enrolamento de campo que produz a excitação está em série 
com o circuito da armadura, é necessário apenas uma fonte para alimentar o circuito 
de campo da armadura. 
 
11. Um Trafo comercial de 400 Hertz, 220/20 Volts tem 50 espiras no seu enrolamento de 
BT. Calcule: 
a) O número de espiras no lado de AT; 
 
 
=
 
 
 = 
 
 
=
 
 
 = N1= 550 espiras 
b) A relação espiras/volt para a BT. 
Relação 11:1