Sistemas elétricos

SISTEMAS ELÉTRICOS EM UNIDADES MARÍTIMAS & ELETRICIDADE BÁSICA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Professor: Rildo Custodio
Aluno: Davi do Nascimento Rangel
QUESTIONÁRIO 6
1 - Explique a geração de uma onda de tensão senoidal.
A partir da movimentação do eixo de uma bobina submetida ao campo magnético de dois imãs permanentes, ou seja, alterar a intensidade e a polaridade ao longo do tempo. Uma fonte de tensão ou corrente senoidal varia com o tempo e pode ser representada por uma senóide em função de sua frequência angular (wt) ou em função do tempo (t). 
4 - Explique o princípio básico de funcionamento de um transformador.
É o fenômeno conhecido como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a um campo magnético variável, aparece nele uma corrente elétrica cuja intensidade é proporcional às variações do fluxo magnético.
Os transformadores, na sua forma mais simples, consistem de dois enrolamentos de fio (o primário e o secundário), que geralmente envolvem os braços de um quadro metálico (o núcleo). Quando uma corrente alternada é aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional à intensidade dessa corrente e ao número de espiras do enrolamento (número de voltas do fio em torno do braço metálico). Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas. Ocorre, então, a indução eletromagnética: no secundário surge uma corrente elétrica, que varia de acordo com a corrente do primário e com a razão entre os números de espiras dos dois enrolamentos.
5 - Qual é a função de um transformador num Sistema Elétrico?
A finalidade do transformador no sistema elétrico é de transmitir, por meio de um campo magnético, energia elétrica de um circuito para outro sem ligação direta, com um nível de tensão desejado sem alteração da frequência.
6 - Quais são os tipos de perdas num transformador?
A transferência de energia é acompanhada de perdas, que dependem da construção do transformador e do seu regime de trabalho.
Perdas no ferro são determinadas pelo fluxo estabelecido;
Perdas no cobre, por efeito Joule, dependem da corrente que circula nos enrolamentos e na carga; 
Outro tipo de perda é a ligação de transformadores em paralelo, com características diferentes.
Utilização de transformadores de menor potência para serviços auxiliares.
7 - Por que um transformador não funciona com corrente contínua?
Porque para haver indução eletromagnética, é necessária uma variação do campo magnético ou do condutor dentro do campo. É o movimento relativo entre eles que surgirá o fenômeno da indução eletromagnética. Se você ligar um transformador em corrente contínua a indução ocorrerá apenas no momento da comutação. Ou seja, quando você e desliga o interruptor.
8 - O que diferencia um transformador a óleo de um transformador seco? Quais as vantagens e as desvantagens de cada um? Em unidades marítimas, qual é o mais utilizado?
Os transformadores a óleo possuem seu sistema isolante composto por uma parte sólida (papel isolante) e uma parte líquida (óleo isolante), este conjunto tem a função de garantir a rigidez dielétrica e mecânica do bobinado.
Os transformadores a óleo são os mais comuns e amplamente utilizados em diversa áreas.
Os transformadores a seco não utilizam óleo e possuem seu bobinado encapsulado em resina, os mesmos possuem menor dimensão e são recomendados para instalações internas que exigem segurança e confiabilidade, pois não usam óleo isolante.
9 - O que são TP’s e TC’s? Pra que servem?
TC (transformador de corrente) é um equipamento monofásico que possui dois enrolamentos, um denominado primário e outro denominado secundário, sendo isolados eletricamente um do outro, porém, acoplados magneticamente e que são usados para reduzir a corrente a valores baixos (normalmente 1 A ou 5 A) com o objetivo de promover a segurança do pessoal, isolar eletricamente o circuito de potência dos instrumentos e padronizar os valores de corrente de relés e medidores
TP (Transformador de potencial) permite aos instrumentos de medição e proteção funcionarem adequadamente sem que seja necessário possuir tensão de isolamento de acordo com a da rede à qual estão ligados. Tem como funções básicas: o isolamento contra altas tensões e o fornecimento no secundário de uma tensão proporcional à tensão primária, com um certo grau de precisão, dentro de uma faixa especificada para a tensão primária.
QUESTIONÁRIO 7
1 - Explique o princípio básico de funcionamento de um gerador.
O gerador elétrico mais simples é formado por uma espira plana com liberdade suficiente para se mover sob a ação de um campo magnético uniforme. Essa espira gira em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do campo magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira móvel induz nela uma força eletromotriz.
Assim, a força eletromotriz resulta do movimento relativo que há entre a espira e o campo magnético. A corrente produzida desse modo é alternada. Para se obter corrente contínua, é preciso dotar o gerador de um dispositivo que faça a retificação da corrente, denominado coletor dos dínamos. Pela descrição do princípio de funcionamento dos geradores, vê-se que possuem dois circuitos distintos: o do induzido e o do indutor. No caso do gerador elementar descrito, o induzido seria a bobina móvel e o indutor o campo magnético.
2 - Quais são os componentes principais de um gerador?
Estator da máquina principal, rotor da máquina principal, estator da excitratriz principal, rotor da excitatriz principal e diodos retificadores girantes, excitatriz auxiliar e enrolamento auxiliar. 
3 - Qual é a frequência gerada em um gerador de 4 polos com rotação de 1800 rpm?
f = (Nº Polos x r) / 120 = (4 x 1800) / 120 = 60 Hz
4 - Qual é a função da excitatriz em um gerador?
É estabelecer a tensão interna do gerador síncrono e em consequência, a excitatriz é responsável não somente pela tensão de saída da máquina, mas também pelo fator de potência e pela magnitude da corrente gerada.
5 - O que é um AVR e pra que serve?
Um Regulador Automático de Tensão é a parte de controle do sistema. Ele é responsável por manter a tensão terminal de saída do gerador no nível desejado, bem como a geração de potência reativa9 . Antigamente o processo era manual, com o operador ajustando o reostato de campo da máquina para fazer o controle da tensão. Hoje em dia, uma série de sensores observa as condições do sistema e, através de medidas corretivas, o AVR varia a corrente de campo do gerador para controlar a tensão do mesmo. Também são realizadas funções de proteção do sistema.
6 - O que é PMG? Qual é a sua função?
É um gerador com imã permanente (PMG) localizado na extremidade do eixo do gerador principal que alimenta o regulador de tensão.
7 - Quais são os principais tipos de resfriamento de um gerador?
Ar externo (resfriamento pelo ambiente); Trocador de calor AR /AR; Trocador de calor AR/Água.
QUESTIONÁRIO 8
1 - Por que é necessário sincronizar geradores para operação em paralelo?
Para evitar o curto circuito no sistema, podendo inclusive queimar os geradores em paralelo
2 - Quais são os requisitos para se sincronizar dois ou mais geradores?
Os valores de tensão, frequência e ângulo de fase devem estar dentro de limites adequados, com diferenças mínimas (idealmente nulas) entre as grandezas geradas e as grandezas do sistema a ser conectado, tal como linha de transmissão ou distribuição. A magnitude da tensão nos terminais do gerador deve ser próxima ou idêntica à tensão do sistema para evitar o surgimento de corrente circulante entre a conexão estabelecida (barramento). Esta corrente pode danificar as máquinas síncronas, podendo causar queima dos enrolamentos e redução da vida útil. As frequências também devem estar próximas entre si para evitar o aparecimento de tensões distorcidas no barramento e consequentes picos de tensão. Por fim, o