EXERCICO DE MAQUINAS

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Prof. Leandro Almeida Vasconcelos 
Disciplina: Máquinas Elétricas 
Técnico em Eletrotécnica - 3º Módulo 
 
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LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA 
 
1) Explique a razão do pequeno uso das máquinas CC como geradores. 
2) O que é comutação? Como ela converte tensão alternada em contínua? 
3) Por que os geradores CC reais possuem grande quantidade de bobinas na armadura 
e muitas lâminas no comutador? 
4) O que são os enrolamentos compensadores? 
5) O que são interpolos? Como eles são usados? 
6) Enumere os três tipos básicos de geradores CC. O que os diferencia 
construtivamente? 
7) Esboce o circuito equivalente para cada um dos geradores CC indicando as 
correntes e tensões. 
8) Para cada circuito equivalente escreva as equações de tensão e corrente. 
9) Defina auto-excitação, excitação independente, tensão interna gerada e tensão 
terminal. 
10) Explique o que é reação da armadura e como ela afeta a tensão gerada nos 
geradores CC. 
11) Observe a Figura 1 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 
Figura 1 
 
 
 
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12) Um gerador CC com excitação independente tem tensão terminal em vazio de 
125 V, com uma corrente de campo de 2.1 A quando gira a 1600 rpm. Supondo que esta 
operando na porção linear da sua curva de magnetização, calcule: 
a) A tensão terminal para quando a corrente de campo é aumentada para 2.6 A. 
(Vt = 154,76 V) 
b) A tensão gerada quando a velocidade é reduzida para 1450 rpm e a corrente de 
campo aumentada para 2.8 A. (Vt = 151,04 V) 
 
13) Um gerador CC shunt, 55 kW, 250 V tem uma resistência no circuito de campo de 
62.5 Ω, uma queda de tensão nas escovas de 3 V e uma resistência de armadura de 
0.025 Ω. Quando ele fornece a corrente nominal, com velocidade e tensão nominais, 
calcule: 
a) As correntes de carga, campo e armadura. (IL = 220 A; If = 4 A; Ia = 224 A) 
b) A tensão gerada na armadura. (Ea = 258,6 V) 
 
14) Um motor cc, ligação shunt, 230 volts tem uma resistência de armadura de 
0,05 ohms e uma resistência de campo de 75 ohms. O motor retira da rede uma corrente 
de 7 A quando a velocidade no eixo é de 1120 rpm. Considerar que o motor está sendo 
alimentado com tensão nominal. Determine: 
a) a velocidade do motor quando a corrente da rede for de 46 A; (n = 1110,51 rpm) 
b) a velocidade do motor quando a resistência do enrolamento de campo for aumentada 
para 100 ohms (considerar que o motor está operando na região linear da curva de 
saturação); (n = 1493,3 rpm) 
c) a velocidade do motor quando a resistência da armadura for aumentada para 0,1 ohm. 
(n = 1119,06 rpm) 
 
15) Um ventilador possui uma curva de torque versus velocidade do tipo quadrático 
(𝜏𝑚 = 𝛽.𝜔
2 , onde 𝛽 é uma constante de proporcionalidade) sendo que para um torque 
de 30 N.m a rotação do motor é de 200 rad/s. Deseja-se acionar o ventilador nesta 
condição por meio de um motor de corrente contínua cuja tensão induzida a vazio na 
rotação de 200 rad/s é de 400 V e resistência de armadura de 2,5 ohms. O motor possui 
campo em derivação e a resistência de campo de 200 ohms. As perdas mecânicas dentro 
da faixa de operação podem ser consideradas constantes e igual a 600 W. Despreze as 
perdas magnéticas, determine para a condição de carga de 30 N.m e rotação de 
200 rad/s: 
a) a potência fornecida ao ventilador; (Peixo = 6000 W) 
b) a corrente de armadura; (Ia = 16,5 A) 
c) a tensão que deve ser aplicada ao motor (tensão terminal); (Vt = 441,25 V) 
d) a corrente de excitação (corrente de campo); (If = 2,21 A) 
e) a potência de entrada no motor incluindo a excitação (potência total fornecida ao 
motor); (Pin = 8257,45 W) 
f) o rendimento do motor. (η = 72,7%) 
 
 
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16) Para o motor do exercício 15 deseja-se reduzir a rotação do ventilador para 100 
rad/s por meio de variação da tensão aplicada na armadura. A tensão de campo será a 
mantida fixa e idêntica ao caso anterior (motor passa operar com excitação 
independente). Determinar: 
a) valor da tensão a ser aplicada para que o motor passe a operar nesta nova condição; 
(Vt = 209,375 V) 
b) valor da corrente de armadura; (Ia = 3,75 A) 
c) potência de entrada do motor; (Pin = 1735,09 W) 
d) rendimento do motor; (η = 43,23%) 
e) vantagens e desvantagens deste método; 
 
17) Para o motor do exercício 15 deseja-se aumentar a rotação do ventilador para 300 
rad/s por meio de variação da tensão aplicada na armadura. A tensão de campo será a 
mantida fixa e idêntica ao caso anterior (motor passa operar com excitação 
independente). Determinar: 
a) valor da tensão a ser aplicada para que o motor passe a operar nesta nova condição; 
(Vt = 684,38 V) 
b) valor da corrente de armadura; (Ia = 33,75 A) 
c) potência de entrada do motor; (Pin = 21.307,88 W) 
d) rendimento do motor; (η = 95,03%) 
 
18) Um gerador de corrente contínua, ligação shunt, 50 kW, 250 volts, possui 
resistência de armadura de 0,06 ohms e de resistência de campo de 125 ohms. 
Determine: 
a) a corrente de armadura e a tensão induzida a plena carga; (Ia= 202 A; Ea=262,12 V) 
b) determine a curva da tensão de saída versus corrente 
c) potência eletromagnética a plena carga; (52.948,24 W) 
d) a potência do enrolamento de excitação; (500 W) 
e) a potência fornecida pela máquina primária na condição de plena carga considerando 
as perdas mecânicas como 3 kW e as perdas magnéticas de 4 kW; (43 kW) 
f) o torque no eixo a plena carga para uma rotação de 1150 rpm; (439,68 N.m) 
g) o rendimento da máquina na condição de carga nominal. (86%) 
 
19) Um motor CC série, 230V, 12cv, 1200 rpm é conectado a uma fonte de alimentação 
de 230V, drena uma corrente igual a 40A, e gira a 1200rpm. Se a resistência de 
armadura é igual a 0,25 Ω e a resistência de campo igual a 0,1 Ω, determine: 
a) O circuito elétrico equivalente. 
b) A potência e o torque desenvolvidos pelo motor. 
c) A potência se o motor drena 20A.