Lista de Exercícios I - Conversão eletromecanica de energia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO – UFMT
Departamento de Engenharia Elétrica – FAET - UFMT
Disciplina: Conversão Eletromecânica de Energia
Profa. Camila dos Anjos Fantin
Temas: Circuitos Magnéticos e Transformadores
	
Lista de Exercícios I
Para estrutura magnética da Figura abaixo com as dimensões e , observa-se que a densidade do entreferro é . Encontre o fluxo do entreferro e, para uma bobina de N = 500 espiras, a corrente necessária para produzir esse valor de fluxo no entreferro, supondo que o ferro do rotor e do estator têm permeabilidade infinita. 
R: e .
A estrutura mostrada na figura a seguir é composta de um material não magnético, cuja permeabilidade é constante. Uma corrente de 6,4 ampères circula pela bobina de excitação, a qual tem 100 voltas. 
a) desenhe um circuito elétrico análogo e calcule o fluxo nos ramos da estrutura. As relutâncias são: 
- segmento bafe: ;
- segmento be: ;
- segmento bcde: 
b) determine a corrente solicitada para estabelecer um fluxo de no ramo bcde.
Resp.: 
Considerando a curva de magnetização CC para o aço elétrico de grão orientado M-5 de 0,012 polegadas de espessura abaixo. Encontre a corrente necessária para produzir Considere a área do circuito igual a área do gap de , g = 0.050cm, o comprimento do circuito igual a 30cm e número de espiras igual a 500
Considere um transformador (ideal) que tenha a relação de transformação igual a 2. Se a tensão e a corrente do primário, respectivamente, são 220 V e 13 A, qual a tensão e a corrente no secundário do Trafo? Este Trafo é abaixador ou elevador?
Resp.: V2 = 110 V; I2 = 26 A.
Um transformador é constituído por uma bobina primária de 1150 espiras e uma bobina secundária em aberto de 80 espiras enroladas em torno de um núcleo fechado de . O material do núcleo pode ser considerado saturado quando a densidade de fluxo eficaz atinge 1,45 T. Qual é a tensão máxima eficaz de 60 Hz no primário que é possível sem que esse nível de saturação seja atingido? Qual a tensão correspondente no secundário? De que forma esses valores serão modificados se a frequência for reduzida para 50 Hz.
Um transformador deve ser usado para transformar a impedância de um resistor de 75 Ω em uma impedância de 300 Ω. Calcule a relação de espiras necessária, supondo que o transformador seja ideal.
Um resistor de 150 Ω é conectado ao secundário de um transformador ideal com uma relação de espiras de 1:4. Uma fonte de tensão de 12 V eficazes e 1kHz é ligada ao primário. Assumindo que o transformador é ideal, calcule a corrente do primário, a tensão no resistor e a potência. 
Determine a corrente de saída de um gerador síncrono trifásico com potência nominal de 200 MVA, na tensão nominal de 13,8 kV, e compare com a corrente de saída do transformador elevador ligado a esse gerador na tensão de 500 kV.
Resp.: Igerador = 8,367 kA; Itrafo = 230,94 A.
Um Trafo tem no primário e no secundário, respectivamente, 4.000 espiras e 700 espiras. A tensão no primário é de 1.500 V. A carga ligada ao secundário do Trafo é de 30 Ω com um fator de potência de 0,6. Calcule:
A relação de transformação.
A tensão no secundário.
As correntes no secundário e no primário.
A potência nominal do transformador.
A potência ativa consumida.
Resp.: a) Kt = 5,71. b) V2 = 262,5 V. c) I1 = 1,53 A; I2 = 8,76 A; d) S = 2,295 kVA. e) P = 1,377 kW.
Um Trafo de 220/110 V, 600 VA, tem no primário 500 espiras.
Calcule as correntes nominais no primário e no secundário.
A impedância nominal da carga.
Se ligar o secundário a uma carga de 30 Ω, calcule as correntes no primário e no secundário.
A relação de transformação.
Resp.: a) IN1 = 2,72 A; IN2 = 5,44 A. b) ZN = 20,22 Ω. c) I1 = 1,835 A; I2 = 3,67 A. d) Kt = 2.
O circuito magnético da figura abaixo tem as seguintes dimensões: , e . Assumindo o valor de . Encontre, para uma condição de operação com Bc=1T:
A relutância do circuito e do gap
O fluxo
A corrente
A indutância do circuito