gabarito maquinas e transformadores

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MÁQUINAS ELÉTRICAS E 
TRANSFORMADORES I
2021
 Ridis Pereira Ribeiro
GABARITO DAS 
AUTOATIVIDADES
2
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
UNIDADE 1
TÓPICO 1
1 Explique com suas palavras o que é um transformador ideal:
R.: Ao realizar cálculos e dimensionamentos dos transformadores 
usamos um modelo ideal, isto é, não consideramos perdas 
magnéticas. Isso significa que a permeabilidade magnética do núcleo 
é considerada infinita e a relutância é nula, que facilita a condução do 
fluxo magnético.
2	 Disserte	sobre	o	fluxo	magnético:
R.: O fenômeno físico por trás do funcionamento dos transformadores é 
chamado de indução eletromagnética e é descrito pela lei de Faraday-
Lenz. Essa lei informa que, ao produzirmos uma variação do fluxo 
magnético por alguma região do espaço, um campo magnético deverá 
surgir de modo a opor-se a essa variação.
3 Quais são as aplicações práticas dos transformadores em 
engenharia	elétrica?
R.: Os transformadores são muito usados em dispositivos e instalações 
elétricas, operando como transformador elevador, abaixador ou isolador. 
Aplicação muito comum para os transformadores é no transporte de 
grande quantidade de energia elétrica para longas distâncias, assim 
reduzindo as quedas de tensões ao longo dos percursos.
4 Considerando um transformador ideal e suas relações envolvendo 
 as tensões e seus enrolamentos primários e secundários, assinale 
a alternativa CORRETA:
a) (X) É possível obter qualquer relação de tensões entre a entrada 
e a saída do transformador.
b) ( ) É possível obter apenas o dobro do valor de tensão em relação 
às tensões entre a entrada e a saída do transformador.
c) ( ) É possível obter apenas o quadrado da tensão em relação às 
tensões entre a entrada e a saída do transformador.
3
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
d) ( ) É possível obter apenas o inverso da tensão em relação às 
tensões entre a entrada e a saída do transformador.
5	 Um	transformador	reduz	120	volts	que	chegam	ao	primário	para	
8	 volts	 no	 secundário.	 Nesse	 transformador	 há	 150	 espiras	 no	
primário e 10 espiras no secundário. Qual a razão de tensão e a 
razão	de	espiras,	respectivamente?
a) ( ) RT = 15:10 e RE = 10:15.
b) (X) RT = 15:1 e RE = 15:1.
c) ( ) RT = 1:15 e RE = 1:15.
d) ( ) RT = 150:1 e RE = 150:1.
6	 Um	transformador	com	núcleo	de	ferro	funcionando	em	uma	linha	
de 120 volts tem, em seu primário, 500 espiras e, no secundário, 
apenas	100	espiras.	Qual	será	a	tensão	no	secundário?
a) ( ) Vp = 100 volts.
b) ( ) Vp = 110 volts.
c) (X) Vp = 24 volts.
d) ( ) Vp = 220 volts.
7	 Um	 transformador	 tem	 a	 eficiência	 de	 90%.	 Se	 ele	 fornece	 198	
watts	de	uma	linha	de	110	volts,	qual	é	a	corrente	no	primário? 
a) ( ) Ip = 90 A.
b) ( ) Ip = 20 0A.
c) ( ) Ip = 20 A.
d) (X) Ip = 2 A.
8	 Um	transformador	consome	160	watts	de	uma	linha	de	120	volts	e	
libera	24	volts	e	5	A.	Qual	é	a	eficiência	do	transformador?
a) ( ) Ef = 65 %.
b) (X) Ef	=	70	%.
c) ( ) Ef = 75 %.
d) ( ) Ef = 85 %.
4
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
TÓPICO 2
1	 O	que	é	um	transformador	real?
R.: Um transformador é um dispositivo destinado a modificar os 
níveis de tensão e corrente elétrica, mantendo potência elétrica 
praticamente constante, de um circuito a outro, modificando também 
os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico. 
2	 Qual	a	diferença	entre	os	transformadores	ideais	e	os	reais?
R.: A diferença entre os transformadores ideais e os reais é que os 
ideais desprezam as perdas decorrentes da sua operação, enquanto os 
transformadores reais enunciam que a potência obtida no secundário 
do transformador é menor que a potência aplicada ao primário, 
devido à consideração das perdas existentes. Isso significa que um 
modelo mais completo deve levar em consideração os efeitos das 
resistências dos enrolamentos, os fluxos dispersos e as perdas relativas 
às correntes de magnetização do núcleo.
3	 Quais	são	as	funções	de	um	transformador?
R.: Dentre as principais funções de um transformador podemos 
elencar: isolar eletricamente dois circuitos, ajustar a tensão de saída de 
um estágio do sistema para a tensão de entrada do seguinte e, ajustar 
a impedância do estágio seguinte à impedância do estágio anterior, ou 
seja, realizar o casamento de impedâncias em circuitos eletrônicos.
4 As perdas de um transformador real podem ser modeladas e 
representadas por um circuito elétrico equivalente, conforme a 
figura	a	seguir.	
5
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
FONTE: A autora (2021).
Com base no circuito equivalente de um transformador real, analise 
as	sentenças	a	seguir:
I- R1 e jX1 representam as perdas pela resistência elétrica do 
enrolamento primário.
II- R2’ e jX2’ representam as perdas pela resistência elétrica do 
enrolamento secundário.
III- Rm representa perdas que ocorrem no núcleo do transformador, 
como, por exemplo, as que são decorrentes de correntes de Foucault.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) As sentenças I, II e III estão corretas.
b) ( ) As sentenças I e II estão corretas.
c) ( ) Somente a sentença II está correta.
d) (X) Somente	a	sentença	III	está	correta.
5 Com base nas perdas existentes em um transformador, analise as 
sentenças	a	seguir.
I- Apesar da alta permeabilidade do material do núcleo de um 
transformador, parte do fluxo magnético circula ao redor dos 
enrolamentos, o que ocasiona as perdas denominadas perdas 
por dispersão.
II- As perdas por histerese magnética são provocadas pela saturação 
do núcleo, ou seja, chega-se a um ponto em que o núcleo não 
consegue mais conduzir linhas de fluxo magnético.
6
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
III- As perdas por Foucault ocorrem pelo fato de o material do núcleo 
ser bom condutor de corrente elétrica. Desse modo, o campo 
magnético, que atravessa o núcleo, induz correntes parasitas que 
ocasionam perdas devido ao seu aquecimento.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) Somente a sentença I está correta.
b) ( ) As sentenças I e II estão corretas.
c) (X) As sentenças I e III estão corretas.
d) ( ) As sentenças II e III estão corretas.
6	 Um	transformador	de	110kVA	e	1.100/220V	alimenta	uma	carga	
nominal	com	fator	de	potência	unitário	em	220V.	As	reatâncias	de	
dispersão dos lados de alta e baixa tensões valem, respectivamente, 
0,3Ω	e	0,012Ω.
Desprezando-se	a	 corrente	de	magnetização	e	as	perdas	ôhmicas,	
o módulo da tensão, em volts, nos terminais do lado de alta tensão 
vale	aproximadamente	quanto?
a) ( ) 1100.
b) (X) 1102.
c) ( ) 1105.
d) ( ) 1107.
7 Os ensaios em vazio e de curto-circuito são realizados nos 
transformadores	com	o	objetivo	de	levantar	os	seus	parâmetros,	
permitindo que seja montado o seu circuito equivalente. 
Considere um transformador monofásico de 10kVA, 1.000V/100V, 
que foi submetido aos dois ensaios, cujos resultados são 
apresentados	a	seguir:
Ensaio em vazio:
 
Vo=100V, Io=2A, Po=10W 
 
Ensaio em curto:
 
 Vcc=20V, Icc=100A, Pcc=1.000W
7
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
Diante	do	exposto,	assinale	a	alternativa	CORRETA	com	a	reatância	
de	magnetização	do	transformador	aproximada,	referida	ao	lado	de	
alta	tensão,	em	ohms:
a) (X) 5000.
b) ( ) 6000.
c) ( ) 1000.
d) ( ) 2000.
TÓPICO 3
1 Nos transformadores reais, em virtude de a relação entre 
as correntes do primário e do secundário ser inversamente 
proporcional ao número de espiras e às suas relações, pode-se 
afirmar	que	também	não	existirá	corrente	circulando	na	bobina	
do enrolamento primário. Então, com relação à convenção do 
ponto no transformador real, assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) se duas ou mais correntes estiverem entrando nos terminais 
dos enrolamentos com ponto, elas estarão produzindo forças 
magnetomotriz que se suprimem.
b) ( ) se duas ou mais correntes estiverem entrando nos terminais 
dos enrolamentos com ponto, elas estarão produzindo forças 
magnetomotriz que se comprimem
c) (X) se duas ou mais correntes estiverementrando nos terminais 
dos enrolamentos com ponto, elas estarão produzindo forças 
magnetomotriz	que	se	somam.
d) ( ) se duas ou mais correntes estiverem entrando nos terminais 
dos enrolamentos com ponto, elas estarão produzindo forças 
magnetomotriz que se anulam.
2 Um transformador tem, nos seus terminais da bobina secundária, 
10	volts	 e	uma	corrente	de	1A	enquanto	 consome	100	watts	de	
uma	linha	de	110	volts.	Qual	é	a	eficiência	desse	transformador?
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
a)	(X)	 Ef	=	10%.
b) ( ) Ef = 20%.
c) ( ) Ef = 30%.
d) ( ) Ef = 40%.
 
3 Os transformadores reais, quando em operação, apresentam 
aquecimento nos enrolamentos tanto na bobina primária quanto 
na secundária. O núcleo também aquece, dissipando, assim, um 
percentual	 da	 potência	 de	 entrada	 no	 próprio	 transformador,	
o que faz os transformadores reais, na prática, nunca terem 
eficiência	 de	 100	 por	 cento.	 Por	 isso,	 quando	 se	 compara	 um	
transformador ideal com um transformador real, assinale a 
alternativa CORRETA:
a) ( ) o núcleo que faz o acoplamento das bobinas tem sempre 
permeabilidade magnética infinita nos transformadores reais.
b) ( ) o núcleo que faz o acoplamento das bobinas tem sempre 
permeabilidade magnética baixa nos transformadores ideais.
c) ( ) o núcleo que faz o acoplamento das bobinas tem sempre 
permeabilidade magnética resistiva tanto nos transformadores 
reais quanto nos ideais.
d) (X) o núcleo que faz o acoplamento das bobinas tem sempre 
permeabilidade	magnética	infinita	nos	transformadores	ideais.
4	 Se	um	transformador	com	80%	de	eficiência	fornece	100	watts	para	
uma	carga	que	está	conectada	ao	secundário	do	 transformador,	
que	 tem	 seu	 primário	 ligado	 a	 uma	 linha	 de	 220	 volts,	 ele	
consumirá	quanto	de	corrente	no	seu	primário?
a) ( ) Ip = 5,68 mA.
b) ( ) Ip = 56,8 mA.
c) (X) Ip = 568 mA.
d) ( ) Ip = 5680 mA.
5 Um transformador é composto por duas ou mais bobinas em 
que	um	fluxo	magnético,	que	é	comum	a	elas,	faz	o	acoplamento.	
A bobina do enrolamento primário do transformador, quando 
ligado	 a	 uma	 fonte	 de	 tensão	 alternada	 (CA),	 gera	 um	 campo	
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
magnético	 alternado	 em	 que	 a	 amplitude	 desse	 campo	 está	
diretamente relacionada com a tensão conectada ao enrolamento 
primário,	à	frequência	da	tensão	aplicada	ao	primário	e	ao	número	
de espiras do enrolamento primário. Considerando isso, o que é 
o	fluxo	mútuo	de	um	transformador?
a)	(X)	Uma	 parcela	 do	 fluxo	 magnético	 que	 liga	 o	 enrolamento	
das bobinas do secundário, induzindo nesse enrolamento 
uma tensão na qual seu valor está diretamente relacionado 
com o número de espiras do enrolamento secundário, com a 
frequência	e	com	a	magnitude	do	fluxo	comum.
b) ( ) O fluxo contrário ao enrolamento das bobinas do secundário, 
induzindo nesse enrolamento uma corrente mútua ao fluxo, 
com a frequência e com a magnitude do fluxo comum.
c) ( ) A parcela do campo magnético gerado no enrolamento 
primário do transformador ideal que não tem núcleo para 
concatenar o fluxo comum com o enrolamento secundário.
d) ( ) O fluxo etário ao enrolamento das bobinas do secundário, 
induzindo, nesse enrolamento, uma tensão na qual seu valor 
está diretamente relacionado com o número de espiras do 
enrolamento secundário, com a frequência e com a magnitude 
do fluxo comum.
UNIDADE 2
TÓPICO 1
1	 O	que	é	um	transformador	trifásico	e	como	ele	funciona?
R.: Um transformador trifásico é um equipamento empregado entre o 
gerador e o consumidor ou entre a fonte e a carga dentro dos sistemas 
de transmissão de energia. Ele é construído em três bobinas, cada um 
abrigando dois rolamentos: circuito primário e circuito secundário. 
Dessa forma, é possível realizar tensões simples e tensões compostas.
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
2	 Onde	são	aplicados	os	transformadores	trifásicos?
R.: Os transformadores são muito usados em dispositivos e 
instalações elétricas, operando como transformador elevador, 
abaixador ou isolador. O transformador trifásico está dividido em 
dois grupos: transformador de distribuição e transformador de 
força. O transformador de distribuição tem como função principal 
rebaixar a tensão que será destinado aos clientes das empresas 
que fazem a distribuição da energia elétrica. Eles são colocados de 
forma subterrânea ou nos postes e as potências variam de 15 a 300 
kVA. Por outro lado, o uso do transformador de força aparece nas 
concessionárias e subestações, porque eles é que geram, transmitem e 
distribuem energia e as potências variam de 5 a 300 MVA.
3	 O	que	são	transformadores	monofásicos?
R.: O transformador monofásico é o equipamento responsável por 
fazer a transformação da energia elétrica proporcionando a redução 
ou elevação da tensão elétrica alternada. Quando necessita-se de 
menores potências, o transformador também é colocado nos quadros 
de comando e os itens mais comuns que são encontrados nesses casos 
são: os transformadores monofásicos que são mais leves e menores 
quando comparados aos tradicionais e os transformadores trifásicos. 
Esse equipamento conta com três bobinas e em cada uma delas existe 
dois rolamentos. Ele consegue executar tensões simples e compostas, 
porque tem tanto circuito primário quanto secundário. Existe ainda 
o transformador bifásico e o monofásico, mas o que vai diferenciar 
cada um deles é o número de fases que o transformador possui. De 
forma simples, a função do transformador é realizar uma mudança 
na tensão do circuito.
4	 Considere	três	transformadores	idênticos	de	150kVA	–	6.600/380V	
–	60Hz.	Esses	 transformadores	são	utilizados	para	a	montagem	
de	 um	 banco	 trifásico	 na	 ligação	 estrela-delta.	 Qual	 o	 valor	
aproximado	da	tensão	de	linha	nominal	do	primário?
11
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
a) (X) 11.430 V.
b) ( ) 6.600 V.
c) ( ) 380 V.
d) ( ) 3.800 V.
5	 Considere	três	transformadores	idênticos	de	150kVA	–	6.600/380V	
–	60Hz.	Esses	 transformadores	são	utilizados	para	a	montagem	
de	 um	 banco	 trifásico	 na	 ligação	 estrela-delta.	 Qual	 o	 valor	
aproximado	da	tensão	de	linha	nominal	do	secundário?
a) ( ) 11.430 V.
b) ( ) 6.600 V.
c) (X) 380 V.
d) ( ) 3.800 V.
6 Uma indústria dispõe de uma rede elétrica trifásica 6,6 kV e de 
três	 transformadores	monofásicos	 3800/220	V.	Qual	 a	 forma	de	
ligação	 correta	 do	 banco	 trifásico	 se	 ela	 deseja	 alimentar	 uma	
carga	trifásica	com	tensão	de	127	V?							
a) (X) Estrela- delta.
b) ( ) Delta-delta.
c) ( ) Delta-estrela.
d) ( ) Estrela-estrela.
7 Uma indústria dispõe de uma rede elétrica trifásica 6,6kV e de 
três	 transformadores	 monofásicos	 3800/220V.	 Qual	 a	 corrente	
de fase secundária se o banco de transformadores vai alimentar 
uma	carga	trifásica	de	três	 lâmpadas	300VA	/	127V	conectadas	
em	estrela?
a) (X) 1,36 A.
b) ( ) 3,0 A.
c) ( ) 1,69 A.
d) ( ) 0,79 A.
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
8	 Qual	 deve	 ser	 a	 potência	 e	 as	 tensões	 em	 cada	 transformador	
monofásico que deverá compor um banco trifásico 13.800/220V, 
18kVA,	com	ligação	estrela	no	lado	de	alta	tensão	e	ligação	delta	
no	lado	de	baixa	tensão?							
a)	 (X)	 6kVA	–	7.967/220V.
b) ( ) 8kVA – 13.800/220V.
c) ( ) 12kVA – 13.800/220V.
d) ( ) 18kVA – 7.967/220V.
TÓPICO 2
1	 O	que	é	um	autotransformador?
R.: O autotransformador caracteriza-se pela existência de uma 
conexão elétrica entre a bobina primária e a secundária e, portanto, 
somente pode ser utilizado quando não é necessário o isolamento 
elétrico entre os dois enrolamentos.
2	 Quais	são	as	aplicações	dos	autotransformadores?
R.: Os autotransformadores são aplicados em: máquinas que não 
necessitem de isolação com a rede; são amplamente utilizados 
para iluminação de redes comerciais e industriais. Também 
possuem aplicações mais severas como em bombas, moedores, 
refrigeradores e como chaves de partida compensadoras para motores 
(transformadores de partida).3	 Quais	são	as	vantagens	no	uso	do	autotransformador?
R.: Ele apresenta vantagens com relação à potência transmitida e à 
eficiência, em relação ao transformador convencional. A ligação 
como autotransformador amplia a capacidade de transferência de 
potência da fonte para a carga, de um fator de (N1/N2)+1. Uma outra 
característica importante do autotransformador diz respeito à sua 
eficiência, quando comparada à do transformador. Se os enrolamentos 
13
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
são os mesmos e o núcleo é o mesmo, então, as perdas são as mesmas 
nos dois casos. Como para o autotransformador a potência de entrada 
é maior que para o transformador, conclui-se que a eficiência do 
autotransformador é maior que a do transformador.
4 Pode-se analisar o autotransformador como um transformador de 
dois	enrolamentos	ligados	em	série	ou	como	um	transformador	
com um único enrolamento de onde se deriva o enrolamento 
primário e o enrolamento secundário. Portanto, assinale a 
alternativa CORRETA sobre a principal diferença construtiva 
entre os autotransformadores e os transformadores:
a) ( ) O autotransformador difere do transformador, pois no 
transformador os enrolamentos estão eletricamente solados, 
enquanto os enrolamentos do autotransformador estão 
desconectados fisicamente.
b) ( ) O autotransformador difere do transformador, pois no 
transformador os enrolamentos não existem, enquanto os 
enrolamentos do autotransformador são aparentes.
c) (X) O autotransformador difere do transformador, pois no 
transformador os enrolamentos estão eletricamente isolados, 
enquanto os enrolamentos do autotransformador estão 
conectados	fisicamente.
d) ( ) O autotransformador não difere do transformador, pois tanto no 
transformador quanto no autotransformador os enrolamentos 
estão eletricamente isolados e conectados fisicamente.
5	 Pode-se	utilizar	um	transformador	 ligado	como	autotransformador	
para	 obter	 uma	 maior	 potência.	 Assim,	 o	 autotransformador	
apresenta	melhor	rendimento	que	o	transformador	convencional.	
Normalmente,	os	autotransformadores	são	menores	fisicamente	
e, na maioria das vezes, apresentam menor custo quando 
comparados com um transformador convencional equivalente. 
Porém, é importante ter em mente que os autotransformadores 
necessitam de um isolamento maior no enrolamento de alta 
tensão.	Com	base	nisso,	quando	é	aconselhável	a	utilização	de	
autotransformadores?
14
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
a) ( ) Sempre que se precisa utilizar um transformador entre mais de 
dois níveis de tensão que estão distantes em módulo.
b)	(X)	 Sempre	que	é	preciso	utilizar	um	transformador	entre	dois	
níveis de tensão que estão próximos.
c) ( ) Sempre que é preciso utilizar um transformador entre dois 
níveis de tensão que estão afastados.
d) ( ) Sempre que é preciso utilizar um transformador entre dois 
níveis de tensão que estão opostos.
6 Comparado ao transformador normal de dois enrolamentos, o 
autotransformador	 apresenta	menores	 reatâncias	 de	 dispersão,	
menores perdas e menores correntes de excitações, com menor custo 
que os transformadores normais de dois enrolamentos quando 
suas relações de tensão são próximas de 1:1. Comparando um 
transformador	a	um	autotransformador	com	relação	às	vantagens	
e	desvantagens,	assinale	a	alternativa	CORRETA:
a) ( ) No transformador, existe a presença de uma ligação física 
entre os circuitos do enrolamento primário e os circuitos do 
enrolamento secundário, o que aumenta o isolamento, sendo 
isso uma grande vantagem em altas tensões.
b) ( ) No autotransformador, existe a presença de uma ligação física 
entre os circuitos do enrolamento primário e os circuitos do 
enrolamento secundário, o que aumenta o isolamento, sendo 
isso uma grande vantagem em altas tensões.
c) (X) Nos autotransformadores, diferente dos transformadores, 
existe	 a	 presença	 de	 uma	 ligação	 física	 entre	 os	 circuitos	
do enrolamento primário e os circuitos do enrolamento 
secundário, o que faz com que se perda a isolação elétrica 
entre os dois lados do autotransformador.
d) ( ) Nos transformadores, diferente dos transformadores, existe a 
presença de uma ligação física entre os circuitos do enrolamento 
primário e os circuitos do enrolamento secundário, o que faz 
com que se perda a isolação elétrica entre os dois lados do 
autotransformador.
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
7	 Considere	 um	 autotransformador	 de	 5.000	 kVA	 que	 liga	 um	
sistema de 110 kV a um sistema de 138 kV com uma relação de 
espiras	de	110:28.	Qual	a	especificação	nominal	nos	enrolamentos	
desse	autotransformador?
a) (X) 1015 kVA.
b) ( ) 1018 kVA.
c) ( ) 1030 kVA.
d) ( ) 1050 kVA.
8	 É	 possível	 utilizar	 um	 transformador	 ligado	 para	 funcionar	
como	autotransformador	obtendo,	assim,	maior	potência.	Dessa	
forma, o autotransformador, normalmente, tem rendimento 
superior do que o transformador convencional. Então, calcule 
a tensão secundária de um transformador de 120/12 V e 100 VA 
conectado para funcionar como um autotransformador e assinale 
a alternativa com a resposta correta. 
a) (X) 132 V.
b) ( ) 1,32 V.
c) ( ) 122 V.
d) ( ) 13,2 V.
TÓPICO 3
1	 Explique	com	suas	palavras	o	que	é	regulação	em	transformadores.
R.: A regulação de tensão de um transformador é uma grandeza que 
mede a variação da tensão em seus terminais devido à passagem do 
regime a vazio para o regime em carga.
2 Disserte sobre o rendimento em transformadores.
R.: Os transformadores são projetados para trabalharem com 
alto rendimento. O rendimento de uma máquina é a razão entre a 
energia disponível na saída pela energia aplicada na entrada, ou seja, 
16
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
considerando o rendimento de um transformador, será a razão entre 
a potência ativa aplicada na carga e a potência ativa, proveniente da 
fonte, entregue ao transformador.
3	 Para	 um	 transformador	 ideal,	 a	 potência	 constatada	 no	
enrolamento secundário é a mesma aplicada no enrolamento 
primário.	 Nesse	 caso,	 não	 há	 nenhum	 tipo	 de	 perda,	 e	 o	
rendimento	é	de	100%.	Um	transformador	de	800KVA	tem	duas	
perdas.	Uma	delas	é	a	perda	em	carga	plena	no	cobre,	de	4.000W,	
e	a	outra	é	a	perda	no	núcleo,	igual	a	1.000W.	O	fator	de	potência	
dessa	carga	é	de	0,85,	e	o	fator	de	carga	é	unitário.	Qual	é	o	valor	
do	rendimento	desse	transformador?
a)	(X)	 99,27%.
b) ( ) 100 %.
c) ( ) 0,99 %
d) ( ) 0,87%.
4 Quando se realiza um ensaio em vazio em um transformador, 
obtêm-se	 as	 perdas	 no	 núcleo,	 as	 perdas	 suplementares	 e	 os	
parâmetros	do	ramo	de	magnetização	do	circuito	equivalente.	Já	
por meio do ensaio em curto-circuito, determinam-se as perdas 
no	cobre,	a	queda	de	tensão	interna	e	a	impedância.	As	medidas	
do	 ensaio	 de	 curto-circuito	 de	 um	 transformador	 de	 30KVA	
e	 2.200/220V	 são:	 50V,	 25A	e	 600W.	Determine	 a	 regulação	de	
tensão	 a	 plena	 carga	 de	 um	 transformador	 que	 tem	 fator	 de	
potência	de	0,8	atrasado:
a)	(X)	 1,12%.
b) ( ) 122%.
c) ( ) 12,2%
d) ( ) 111%.
5	 A	 regulação	 de	 tensão	 é	 uma	 medida	 que	 indica	 o	 grau	 de	
constância	da	 tensão	de	saída	quando	há	variação	na	carga,	ou	
seja, a medida do quanto varia a tensão de um sistema comparada 
com a tensão que foi contratada da concessionária para esse 
sistema. A variação da tensão do secundário em condições de 
vazio	de	um	transformador	é	de	300V,	e	a	RG	é	de	5%.	Assinale	
a alternativa CORRETA que apresenta a variação da tensão do 
secundário	em	condições	de	carga:
17
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
a)	(X)	 285,71%.
b) ( ) 300 %.
c) ( ) 200 %.
d) ( ) 100 %.
6	 Os	 transformadores	 são	 projetados	 para	 ter	 elevada	 eficiência,	
porém	eles	também	têm	perdas.	No	Brasil,	cerca	de	14%	de	toda	
a	 energia	 elétrica	 produzida	 é	 considerada	 perda	 nos	 sistemas	
de	 transmissão	e	de	distribuição	de	energia	elétrica,	e	30%	das	
perdas se devem às perdas nos núcleos dos transformadores.Um 
transformador	tem	eficiência	de	95%	e	perdas	no	cobre	de	5.000W	
e	 no	 núcleo	 de	 2.000W.	Assinale	 a	 alternativa	 CORRETA	 que	
apresenta	a	potência	fornecida	desse	transformador:
a) (X) Ps =	133	kW.
b) ( ) Ps = 33 kW.
c) ( ) Ps = 103 kW.
d) ( ) Ps = 100 kW.
7 Os transformadores são projetados para operarem com alto 
rendimento. O rendimento de um transformador normalmente é 
calculado	para	a	condição	de	plena	carga	e	um	fator	de	potência	
conhecido.	Durante	um	ensaio	de	um	transformador	de	30KVA,	
60Hz	e	2.200:220V,	foram	obtidos	os	seguintes	dados:
•	 Circuito	aberto:	240V,	1,5A	e	130W;
•	 Curto-circuito:	60V,	9A	e	260V.
Assinale a alternativa CORRETA que apresenta o rendimento 
considerando	plena	carga	e	FP	de	0,8.
a)	 (X)	 97,06.
b) ( ) 100.
c) ( ) 107.
d) ( ) 87,4.
18
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
UNIDADE 3
TÓPICO 1
1	 O	que	são	motores	monofásicos?
R.: É um tipo de motor que possui apenas um conjunto de bobinas 
e sua alimentação é feita por uma única fase de corrente alternada. 
Dessa forma, este tipo de motor absorve energia elétrica de uma rede 
monofásica e transforma-a em energia mecânica.
2	 Onde	são	empregados	os	motores	monofásicos?
R.: Esse tipo de motor é o mais empregado e está presente em máquinas 
de costura, liquidificadores, enceradeiras e outros eletrodomésticos e, 
ainda, em máquinas portáteis, como furadeira, lixadeira e serras.
3	 Quais	são	as	vantagens	dos	motores	monofásicos?
R.:
• são mais baratos para produzir;
• são eficientes em suas aplicações;
• são mais práticos ao realizar ligações;
• economizam energia;
• são a melhor solução para redes monofásicas
4	 Motores	de	corrente	alternada	 (CA)	 têm	grande	demanda	tanto	
no ambiente industrial quanto no doméstico. Quando utilizado 
em corrente alternada, apesar de universal, o motor projetado 
para	maior	eficiência	em	corrente	contínua	também	terá	o	tempo	
de	manutenção	encurtado.	Qual	é	o	motivo	dessa	redução?
a) ( ) As perdas no núcleo.
b) ( ) O baixo torque de partida.
c)	 (X)	Desgaste	das	escovas.
d) ( ) Desgaste das bobinas do estator.
19
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
R.: As escovas feitas de carvão são consumidas com o tempo devido 
ao atrito com os comutadores. No motor universal, a situação é 
agravada pelo faíscamento resultante das correntes induzidas que 
atrasam a inversão e a polaridade da corrente. Motores universais 
não têm bobinas no estator nem necessitam de capacitores de partida. 
Além disso, são caracterizados por alto torque de partida. Apesar 
de eles terem perdas elevadas no núcleo, estas não são o motivo de 
maior manutenção.
5 Os motores são divididos em estator (parte estacionária) e rotor 
(parte	 rotativa).	A	 partir	 da	 imagem	de	 uma	 das	 partes	 de	 um	
motor	de	 indução	 tipo	gaiola	de	 esquilo,	 assinale	 a	 alternativa	
CORRETA	com	a	identificação	das	partes:
FONTE: A autora (2021).
a) ( ) 1 - estator; 2 - rotor; 3 - bobinas.
b)	(X)	 1	-	anéis	de	curto;	2	-	núcleo;	3	-	condutores.
c) ( ) 1 - anéis de curto; 2 - núcleo; 3 - comutadores.
d) ( ) 1 - enrolamento auxiliar; 2 - núcleo; 3 - enrolamento principal.
R.: A peça em destaque é um rotor, e, em um motor de indução, as 
bobinas estão presentes apenas no estator, e não há comutadores como 
no motor universal. A primeira peça consiste nos anéis indutores que 
conectam todos os condutores (peça 3) presos às ranhuras do rotor, 
que sofrerão com a indução magnética. Já a peça 2 é o núcleo de ferro 
do rotor para facilitar o fluxo magnético.
20
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
6 Ao projetar uma máquina de uso doméstico, o projetista tenta 
escolher	 entre	 as	 várias	 opções	 de	 motor	 monofásico.	 Sua	
aplicação demanda o uso de um motor pequeno e, apesar de 
operar por curtos períodos, requer que a partida seja dada com 
carga.	Qual	será	a	melhor	opção	de	motor?
a) (X) Motor universal.
b) ( ) Motor de indução com partida manual.
c) ( ) Motor de indução com fase dividida.
d) ( ) Motor de indução com capacitor duplo.
7 Para que os motores de indução monofásicos iniciem o motivo, 
é necessário o uso de uma bobina auxiliar, muitas vezes em 
combinação	 com	 capacitores	 para	 compensar	 integralmente	 a	
reatância	 indutiva.	 Considerando	 um	 motor	 com	 capacitor	 de	
partida	e	capacitor	permanente,	reatância	indutiva	de	13,25	Ω	e	
equilíbrio	 ideal	de	80%	e	20%	para	os	 capacitores	de	partida	e	
permanente, respectivamente, determine os valores que mais se 
aproximam	do	ideal	em	uma	frequência	de	60	Hz.
a)	 (X)	Capacitor	de	partida:	160uF;	capacitor	permanente:	40uF.
b) ( ) Capacitor de partida: 170uF; capacitor permanente: 30uF.
c) ( ) Capacitor de partida: 10uF; capacitor permanente: 3,25uF.
d) ( ) Capacitor de partida: 10,25uF; capacitor permanente: 3uF.
R.: A capacitância total durante a partida deverá compensar 
integralmente a reatância indutiva. Logo, Xc = XL = 13,25 Ω. Logo, a 
capacitância pode ser calculada a partir de:
C = 1/(2.π.f.Xc) 
C = 1/(2.π.60Hz.13,25Ω) 
C = 200uF
Esse valor será dividido entre os dois capacitores: 
Capacitor de partida = 200*80% = 160uF. 
Capacitor permanente = 200*20% = 40uF.
21
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
8 Os motores monofásicos podem ter quantidades diferentes de 
terminais	e	fechamentos	possíveis.	Considere	um	motor	de	seis	
terminais, sendo 1, 3 e 5 conectados à fase da fonte e 2, 4 e 6 ao 
neutro.	É	possível	inverter	o	sentido	de	rotação	desse	motor?	Se	
sim,	de	que	forma?
a) ( ) Não, motores monofásicos têm sentido único de rotação.
b) ( ) Não, motores de seis terminais têm sentido único de rotação.
c)	 (X)	 Sim,	invertendo	a	ligação	do	enrolamento	auxiliar.
d) ( ) Sim, mas será necessário inverter um conjunto de bobinas do 
principal e outro do auxiliar.
TÓPICO 2
1	 O	que	são	motores	trifásicos?
R.: Os motores de corrente alternada (AC), que também são conhecidos 
como motor assíncrono trifásico ou motor de indução são os motores 
mais utilizados, devido a uma série de vantagens, como por exemplo 
o baixo custo em manutenção, montagem, fabricação e simplicidade 
em relação aos motores de corrente contínua, e devido a distribuição 
de energia elétrica nas instalações serem feitas em corrente alternada.
2	 Onde	são	empregados	os	motores	trifásicos?
R.: Motores trifásicos são encontrados facilmente dentro das indústrias, 
como por exemplo dentro do torno, fresa, esteiras e diversas outras 
máquinas, mas fora das indústrias podemos encontrar um motor 
trifásico em um elevador ou na escada rolante por exemplo.
3	 Quais	são	as	vantagens	dos	motores	trifásicos?
R.: Uma das maiores vantagens desse tipo de motor, em comparação 
ao monofásico, é o seu baixo consumo de energia. Outra vantagem 
do motor elétrico trifásico é a eficiência do mesmo ao utilizar seus 
enrolamentos, o tornando bem mais compactos e leves.
22
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
4 A análise de máquinas elétricas envolve a interação entre circuitos 
elétricos	 e	 magnéticos.	A	mais	 simples	 delas	 é	 o	 transformador,	
do qual muitas aproximações podem ser feitas para as demais 
máquinas. Qual a principal diferença entre um motor elétrico e um 
transformador	que	torna	a	análise	do	primeiro	ainda	mais	complexa?
a) (X) O entreferro presente nos motores.
b) ( ) A inexistência, no motor, de um componente equivalente ao 
secundário do transformador.
c) ( ) Correntes de Foucault dos motores.
d) ( ) Correntes parasitas dos motores.
5 Na automação industrial, é comum o uso de contatoras para 
realizar	 o	 acionamento	 de	 cargas	 com	 corrente	 elevada.	 Elas	
permitem isolar o circuito de controle e o acionamento do circuito 
de	potência.	Considerando	o	esquema	elétrico	da	imagem	a	seguir,	
o	que	mudará	no	comportamento	do	motor	caso	a	contatora	F	seja	
desligada	e	seja	acionada	a	contatora	R?
FONTE: A autora (2021).
a) ( ) A corrente de partida seria maior com a contatora F.
b) (X) O sentido de rotação seria alterado.
c) ( ) A corrente de partida seria maior com a contatoraR.
d) ( ) A tensão de fase seria reduzida.
23
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
6 A velocidade do motor trifásico síncrono depende da velocidade 
do	 campo	 girante,	 da	 fonte	 de	 alimentação	 e	 também	 dos	
enrolamentos	do	estator.	Considere	o	motor	elétrico	da	imagem	
a	seguir,	alimentado	com	tensão	nominal	e	frequência	de	60Hz.	
Qual	a	velocidade	nominal	de	operação?
FONTE: A autora (2021)
a) (X) 1800 rpm.
b) ( ) 2.400rpm.
c) ( ) 3.600rpm.
d) ( ) 600 rpm.
7 Motores de indução dependem da tensão induzida pelo estator 
sobre as bobinas ou os condutores do rotor para que apareça 
alguma	 interação	 entre	 dois	 campos	 magnéticos.	 O	 torque	
produzido nesse caso só é possível devido ao atraso do rotor em 
relação	 ao	 movimento	 do	 campo	 girante,	 conhecimento	 como	
escorregamento.	Considere	um	motor	de	oito	polos	alimentado	
com	tensão	nominal	à	frequência	de	60Hz	e	escorregamento	de	
5%.	Qual	será	a	velocidade	máxima	real	do	rotor?
a) (X) 1.710 rpm.
b) ( ) 900 rpm. 
c) ( ) 855 rpm.
d) ( ) 955 rpm.
24
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
TÓPICO 3
1	 O	que	são	motores	de	indução?
R.: São motores elétricos construídos de tal maneira que se têm dois 
campos magnéticos girantes. Os motores de indução são máquinas 
elétricas denominadas de máquinas assíncronas. O princípio de 
funcionamento para o motor de indução se baseia na criação de um 
campo magnético rotativo, ou campo girante. Este campo girante 
surge a partir da aplicação de tensão alternada no estator, que a partir 
de então ele consegue produzir um campo magnético rotativo que 
atravessa os condutores do rotor.
2	 Em	quais	situações	são	utilizados	os	motores	de	indução?
R.: O motor de indução, também chamado motor assíncrono, é 
utilizado em mais de 99% dos acionamentos industriais. De 
toda a energia elétrica produzida, mais da metade é consumida 
por motores elétricos.
3	 Quais	as	características	dos	motores	de	indução?
R.: O motor de indução tem corrente no rotor por indução, e é 
semelhante a um transformador com secundário girante. É impossível 
para o rotor de um motor de indução girar com a mesma velocidade 
do campo magnético girante.
4 Uma máquina de indução pode ser usada como um motor de 
indução em diversas aplicações industriais. 
Considere	 um	 motor	 de	 indução	 cujo	 rotor	 é	 do	 tipo	 gaiola	 de	
esquilo,	possui	quatro	polos	em	sua	construção	e	tem	as	seguintes	
especificações:
• Tensão nominal: 308 V
•	 Potência	nominal:	10	kW
•	 Frequência	de	alimentação:	60	Hz
•	 Escorregamento	em	plena	carga:	5%
25
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
Com relação a esse motor, deseja-se saber as velocidades do campo 
girante	 do	 estator	 e	 a	 velocidade	mecânica	 do	motor.	Assinale	 a	
alternativa CORRETA que apresenta os valores para ambas: 
a) (X) nsínc	=	1800	rpm;	nmotor	=	1710	rpm.
b) ( ) nsínc = 1880 rpm; nmotor = 1210 rpm.
c) ( ) nsínc = 1700 rpm; nmotor = 1810 rpm.
d) ( ) nsínc = 1900 rpm; nmotor = 1510 rpm.
5	 Sabe-se	que,	devido	ao	estabelecimento	de	um	campo	magnético	
a	 partir	 da	 alimentação	 do	 estator	 do	 motor	 de	 indução,	 há	 o	
surgimento	de	tensões	induzidas	nas	barras	que	formam	o	rotor.
Um motor de indução foi acionado e, então, resolveu-se estimar as 
tensões que são induzidas em cada uma das barras que formam o 
rotor	desse	motor.	Considere	as	especificações	técnicas	do	motor: 
• Tensão nominal: 220 V
•	 Potência	nominal:	1	KW
•	 Frequência	de	alimentação:	60	Hz
•	 Escorregamento	em	plena	carga:	2%
Logo,	 para	 estimar	 essas	 tensões,	 deve-se	 calcular	 o	 valor	 da	
tensão induzida resultante. Assinale a alternativa CORRETA que 
apresenta o valor aproximado, considerando que o motor pode ser 
aproximado	pelo	 esquema	 seguinte,	 onde	há	uma	espira	 simples	
em	rotação	em	um	campo	magnético	girante: 
FONTE: A autora (2021)
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
Dados:	velocidade	de	rotação	=	5	m/s;	campo	magnético	no	entreferro	
=	0,5	T;	dimensão	do	condutor	=	1	m;	ângulo	formado	=	30°.														
a) (X) 2,5 V.
b) ( ) 0,025 V .
c) ( ) 0,0025 V .
d) ( ) 25 V.
6	 O	 conjugado	 de	 um	 motor	 de	 indução	 é	 um	 dos	 principais	
parâmetros	utilizados	na	especificação	de	um	motor	dentro	de	um	
processo industrial. Dessa forma, compreender o funcionamento 
dos motores de indução, por exemplo, e como essa relação se dá 
neste tipo de motor é essencial.
Para	 o	 acionamento	 de	 uma	 empilhadeira,	 deseja-se	 utilizar	 um	
motor de rotor bobinado, sendo esse um motor trifásico de indução 
cujas	especificações	são: 
• Tensão nominal: 308 V
•	 Potência	nominal:	10	kW
•	 Frequência	de	alimentação:	60	Hz
•	 Escorregamento	em	plena	carga:	5%
Além disso, sabe-se que esse motor deve ter pelo menos seis polos. 
Para	escolher	entre	as	opções	disponíveis	no	mercado,	deve-se	obter	
o	valor	do	conjugado	nominal,	no	eixo	desse	motor,	para	saber	se	
condiz	com	a	demanda	da	carga.	Assinale	a	alternativa	CORRETA	
que	apresenta	o	valor	obtido	para	esse	conjugado: 
a) (X) 83,7 N.m.
b) ( ) 85,7 N.m.
c) ( ) 49 N.m.
d) ( ) 57 N.m.
7 Diversas análises de máquinas de indução são realizadas a partir 
de	sua	curva	característica	de	conjugado	em	função	da	velocidade	
do motor. Considere que se deseja estudar o comportamento 
27
MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
de um motor trifásico de indução, que faz parte de uma planta 
industrial.	Para	isso	será	utilizada	sua	característica	do	conjugado	
com	relação	à	velocidade,	conforme	é	vista	a	seguir.	Além	disso,	
os	dados	da	placa	desse	motor	são	os	seguintes: 
• Tensão nominal: 308 V
•	 Potência	nominal:	10	kW
•	 Frequência	de	alimentação:	60	Hz							
FONTE: A autora (2021)
Sabendo	 que	 esse	 motor	 possui	 4	 polos,	 obtenha	 o	 valor	 da	
velocidade	 do	 campo	 magnético	 do	 estator,	 a	 velocidade	 do	
escorregamento	onde	há	o	maior	conjugado	disponível	para	a	carga,	
conforme	o	ensaio,	além	do	valor	correspondente	desse	conjugado,	
para	 que	 possam	 ser	 realizados	 mais	 alguns	 testes	 na	 fábrica.	
Assinale a alternativa CORRETA que apresenta os valores:
a)	(X)	 nsínc	=	200	rpm;	nesc	=	1800	rpm;	τmáx	=	156	N.m.
b) ( ) nsínc = 100 rpm; nesc = 1300 rpm; τmáx = 154 N.m.
c) ( ) nsínc = 800 rpm; nesc = 1200 rpm; τmáx = 153 N.m.
d) ( ) nsínc = 800 rpm; nesc = 1400 rpm; τmáx = 155 N.m.
8 Para o dimensionamento correto de um motor, diversos fatores 
são	considerados,	como	o	conjugado	exigido,	as	especificações	da	
rede disponível para alimentação do motor, entre outros.
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MÁQUINAS ELÉTRICAS E TRANSFORMADORES I
Considere	 que	 você	 precisa	 especificar	 um	 motor	 de	 indução	
com	rotor	gaiola	de	esquilo,	entre	os	disponíveis	na	fábrica	onde	
trabalha,	para	um	determinado	processo.	Para	isso,	antes	foi	feito	
um	 ensaio	 com	 os	 dois	motores	 disponíveis	 e	 a	 carga	 na	 qual	 o	
motor	será	ligado,	no	qual	foram	obtidas	as	seguintes	informações: 
• Tensão nominal: 220 V
•	 Potência	nominal:	1	kW
•	 Frequência	de	alimentação:	50	Hz
•	 Conjugado	da	carga:	5	N.m
Sabendo	 que	 também,	 pelos	 manuais	 dos	 motores	 disponíveis,	
existe uma opção de 4 e outra de 6 polos, assinale a alternativa 
CORRETA	 que	 apresenta	 a	 escolha,	 considerando	 também	 a	
justificativa	plausível: 
a) ( ) Como o conjugado da carga obtido no ensaio foi de 5 N.m., a 
melhor opção nesse caso é o motor de 6 polos, pois o torque de 
partida estimado é de 6,7 N.m. e o torque máximo estimado 
chega a 100 N.m. 
b) ( ) Como o conjugado da carga obtido no ensaio foi de 5 N.m., a 
melhor opção nesse caso é o motor de 4 polos, pois o torque 
de partida estimado é de 50 N.m. e o torque máximo estimado 
chega a 100 N.m.
c)	 (X)	Como	o	conjugado	da	carga	obtido	no	ensaio	foi	de	5	N.m.,	a	
melhor	opção	nesse	caso	é	o	motor	de	6	polos,	pois	o	torque	
de partida estimado é de 5 N.m. e o torque máximo estimado 
chega	a	10	N.m.
d) ( ) Como o conjugado da carga obtido no ensaio foi de 8 N.m., a 
melhoropção nesse caso é o motor de 6 polos, pois o torque 
de partida estimado é de 4 N.m. e o torque máximo estimado 
chega a 10 N.m.