Exercícios_Máquinas_CC

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IFSUL/ Máquinas Elétricas/ Curso de Eletrotécnica/ Prof. Adilson Tavares 
 
 
Lista de Exercícios: Máquinas de Corrente Contínua 
 
1. Explique a razão do pequeno uso das máquinas CC como geradores. 
 
2. Descreva o princípio que rege a geração de força eletromotriz por método magnético e a regra a 
ele associado. 
 
3. Descreva a posição correta para as escovas num gerador CC. 
 
4. Descreva a função do comutador no gerador CC. 
 
5. Cite a forma de onda da força eletromotriz induzida na bobina do gerador CC elementar. 
 
6. Por que os geradores CC reais possuem grande quantidade de bobinas na armadura e muitas 
lâminas no comutador? 
 
7. Observe a figura abaixo e coloque o número relativo a cada parte da máquina na relação a seguir: 
 
( ) Armadura ( ) Carcaça ( ) Polo ( ) Tampa 
( ) Bobina de campo ( ) Mola da escova ( ) Porta-escova ( ) Comutador 
( ) Conjunto da escova ( ) Parafuso da peça polar ( ) Escova 
 
 
 
 
8. Escreva a equação da força eletromotriz induzida na armadura de uma máquina CC e apresente o 
significado de todas as grandezas. 
 
9. A figura abaixo mostra a curva de magnetização de um gerador CC, ou seja, uma curva que 
mostra a relação entre a corrente de campo, ou excitação, e a f.e.m. gerada na armadura. A curva foi 
levantada em laboratório com a máquina primária girando com 1800 rpm. 
a) Determine a f.e.m. de armadura para uma excitação de 1,2 A com velocidade de 1800 rpm. 
b) Ainda para o item (a), calcule o valor do produto kφ da equação da f.e.m. de armadura. 
c) Determine a f.e.m. de armadura para uma excitação de 3,6 A com velocidade de 1800 rpm. 
d) Ainda para o item (c), calcule o valor do produto kφ da equação da f.e.m. de armadura. 
e) Do item (a) para o item (c), a corrente de excitação foi triplicada. A f.e.m. de armadura também 
triplicou? Justifique. 
g) Refaça o item (a), com a mesma corrente de excitação, porém, com velocidade de 1200 rpm. 
 
 
0
50
100
150
200
250
300
350
0 2 4 6 8
Corrente de Excitação (A)
F
e
m
 d
e
 a
rm
a
d
u
ra
 (
V
)
 
 
 
10. Um Gerador CC é acionado com velocidade rigorosamente constante. O fluxo dos polos pode 
ser considerado constante, independentemente da carga. A tensão entre escovas na operação a vazio 
é 250 V. A armadura possui resistência de 1 Ω. Calcule a tensão entre escovas e a corrente de 
armadura para as seguintes resistências de carga: 
a) 24 Ω. 
b) 49 Ω. 
Em qual dos casos o gerador opera com maior carga? 
Respostas: 240 V e 10 A; 245 V e 5 A; (a). 
 
11. Explique porque haverá uma redução da tensão nos terminais de um gerador CC quando for 
aumentada a carga do mesmo. 
 
12. Cite as formas básicas de obtenção de fluxo nos polos das máquinas CC. 
 
 
13. Execute as ligações entre as bobinas de campo e a fonte CC para se obter a polaridade indicada. 
 
 
14. Cite o tipo de conversão energia produzida pelo motor CC. 
 
15. Explique a diferença entre carga do motor e carga do gerador. 
 
16. Qual a principal vantagem dos motores CC em relação aos motores CA? 
 
17. A figura abaixo mostra um gerador CC elementar sendo acionado em sentido horário por uma 
máquina primária MP. Este gerador alimenta um motor CC elementar. Determine: 
a) o sentido da f.e.m. induzida na armadura do gerador; 
b) o sentido da corrente na armadura do gerador e na armadura do motor; 
c) o sentido da força eletromagnética em cada lado ativo do motor; 
d) o sentido de rotação da armadura do motor; 
e) o sentido da f.e.m. induzida na armadura do motor. 
 
 
 
18. Cite as grandezas que determinam o torque eletromagnético do motor CC. 
 
19. Explique o que é torque resistente. 
 
20. Certo motor CC desenvolve um torque de 4605 N.m e gira com velocidade de 1187 rpm. 
Calcule a potência mecânica desenvolvida por este motor. Apresente o resultado em “kW” e em 
“cv”. 
 
21. A figura ao lado mostra um 
motor CC acoplado a um 
elevador de cargas. O elevador é 
formado, basicamente, por um 
rolo, acoplado ao eixo do 
motor, sobre o qual está 
enrolado o cabo de aço que 
deve suspender o peso P. 
Considerando que P=100 kgf e 
r=20 cm, determine o mínimo 
torque de partida necessário 
para o motor conseguir colocar 
em movimento o sistema. 
Despreze qualquer atrito no 
sistema. 
 
22. Cite as grandezas que determinam a força contra-eletromotriz do motor CC. 
 
23. Explique porque a corrente de armadura é alta nos motores CC durante a partida. 
 
24. Explique porque, após a partida, o torque do motor CC vai caindo à medida que a sua 
velocidade aumenta. 
 
25. Explique o que significa a expressão “motor em regime permanente”. Qual o torque 
desenvolvido por um motor em regime permanente? 
 
26. Descreva a causa do decrescimento da velocidade e do aumento da corrente de armadura de um 
motor CC de ímãs permanentes quando a carga é aumentada. 
 
27. Um motor CC de excitação independente é operado com corrente de campo constante, de modo 
que o fluxo dos polos é praticamente constante, independentemente da carga mecânica acoplada ao 
eixo. Nesta condição, a força eletromotriz induzida na armadura é de 150 V para cada 1000 rpm de 
velocidade e o torque é de 1,4 N.m para cada 1 A de corrente de armadura. A resistência de 
armadura é Ra=0,12Ω. 
O torque resistente no eixo pode ser considerado constante, para qualquer velocidade, e com 
valor de 80 N.m. Considerando uma tensão de armadura de 115 V, calcule: 
a) a corrente de armadura no instante da partida. 
b) o torque eletromagnético no instante da partida. Verifique se o motor entre em movimento. 
c) o torque eletromagnético em regime permanente. 
d) a corrente de armadura em regime permanente. 
e) a força contra-eletromotriz em regime permanente. 
f) a velocidade do eixo em regime permanente. 
Respostas: 958 A; 1341 N.m; 80 N.m; 57,1 A; 108 V; 720 rpm. 
 
28. Refaça o exercício anterior considerando um torque resistente de 10 Nm. 
 
29. Caracterize as bobinas de campo dos motores de excitação série. 
 
30. Caracterize as bobinas de campo dos motores de excitação em paralelo. 
 
31. Descreva o comportamento do torque dos motores série durante a partida. 
 
32. Comente sobre a diferença de velocidade de um motor série entre plena carga e vazio. 
 
33. Explique porque o motor série pode funcionar em CA e cite o aperfeiçoamento que o mesmo 
deve ter. 
 
34. Cite aplicações dos motores de excitação em série. 
 
35. Explique porque o motor paralelo não funciona satisfatoriamente em CA. 
 
36. Quais os problemas de se interromper a corrente de campo de um motor CC enquanto a 
armadura estiver alimentada? 
 
37. Cite as grandezas que podem ser alteradas pelo operador a fim de controlar a velocidade de um 
motor de corrente contínua. 
 
38. Refaça o exercício 27 considerando que tensão de armadura seja reduzida para 57,5 V. 
 
39. Refaça o exercício 27 considerando que a corrente de campo seja reduzida à metade do valor 
inicial. Considere que o fluxo varia na mesma proporção da corrente de campo. 
 
40. Refaça o exercício 27 considerando que um resistor de 1 Ω seja ligado em série com a 
armadura. 
 
41. Apresente o diagrama esquemático de um motor CC de excitação independente alimentado por 
um conversor CA-CC. 
 
42. Apresente o diagrama esquemático de um Sistema Ward-Leonard. 
 
43. O motor do exercício 27 está acoplado a um tacogerador que possui na sua placa de 
características a seguinte especificação: 18V/1000rpm. Calcule a tensão de saída deste tacogerador.