Grátis: Os materiais magnéticos utilizados na construção de dispositivos de interconexão de energia elétrica e mecânica que operam em sistemas de potência ... – Questões Respondidas

Conversão de Energia

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Os materiais magnéticos utilizados na construção de dispositivos de interconexão de energia elétrica e mecânica que operam em sistemas de potência CA, apresentam características não lineares.
Assim, mesmo que o fluxo magnético tenha características senoidais, pode-se afirmar a respeito da corrente de excitação necessária à produção desse fluxo que
A ela não está relacionada ao campo magnético produzido nesses dispositivos.
B as características dessa corrente não são senoidais.
C a sua forma de onda apresenta picos achatados.
D o seu valor eficaz é diretamente proporcional ao número de espiras dos enrolamentos dos dispositivos.
E o seu valor instantâneo não pode ser obtido a partir do laço de histerese.

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Prática 1 - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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Respostas

Ed

há 9 meses

Vamos analisar as alternativas uma a uma, considerando as características dos materiais magnéticos e a relação entre a corrente de excitação e o fluxo magnético. A) A ela não está relacionada ao campo magnético produzido nesses dispositivos. - Incorreta, pois a corrente de excitação está diretamente relacionada ao campo magnético. B) As características dessa corrente não são senoidais. - Correta, pois em materiais magnéticos não lineares, a corrente de excitação pode não ter uma forma senoidal, mesmo que o fluxo magnético tenha. C) A sua forma de onda apresenta picos achatados. - Isso pode ser verdade em alguns casos, mas não é uma afirmação geral sobre a corrente de excitação. D) O seu valor eficaz é diretamente proporcional ao número de espiras dos enrolamentos dos dispositivos. - Embora o número de espiras influencie a tensão, não é uma afirmação direta sobre a corrente de excitação. E) O seu valor instantâneo não pode ser obtido a partir do laço de histerese. - Incorreta, pois o laço de histerese é uma representação da relação entre o campo magnético e a magnetização, e pode ser usado para entender a corrente. Portanto, a alternativa correta é: B) As características dessa corrente não são senoidais.

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Para o modelo de um dispositivo de excitação simples contendo sistemas elétrico externo, de conversão eletromecânica e mecânico externo,
pode-se afirmar que
A a excitação elétrica é uma função indireta da corrente e da indutância.
B a tensão e a força de excitação são expressas em função da indutância e da força magnética.
C a tensão de velocidade representa o mecanismo de transferência de energia do sistema elétrico pelo sistema mecânico.
D a indutância e a força magnética, funções da corrente e do deslocamento, independem das propriedades do sistema de conversão eletromecânica de energia.
E as perdas no sistema mecânico externo e todas as perdas mecânicas do sistema de conversão eletromecânica de energia são representadas por uma mola.

O núcleo dos circuitos magnéticos é composto por um material magnético com permeabilidade magnética muito maior do que a do ar. A partir do que foi estudado, é correto afirmar que essa permeabilidade pode ser encontrada pela relação entre:
A o número de espiras de um enrolamento e a intensidade de corrente elétrica.
B a intensidade de campo magnético e a densidade de fluxo magnético.
C a densidade de fluxo magnético e a área de seção reta do núcleo.
D a permeabilidade relativa e a permeabilidade do vácuo.
E o fluxo magnético e a sua densidade no núcleo.

De acordo com Umans (2014), o processo de conversão eletromecânica de energia, ou seja, a conversão da energia elétrica em mecânica ou mecânica em elétrica, tem como agente intermediário o campo elétrico ou magnético do dispositivo de conversão. E o resultado desse processo, é a produção de uma força eletromagnética descrita pela lei de Lorentz.
Considerando essas informações, pode-se afirmar sobre a equação que descreve essa lei que
A ela fornece o valor da força de uma partícula de carga q na presença dos campos elétrico e magnético.
B a intensidade da força é inversamente proporcional ao valor da densidade de fluxo magnético.
C a intensidade de campo elétrico, um dos seus parâmetros, é medida em ampéres por metro.
D a intensidade da força é diretamente proporcional ao produto escalar, dos módulos da densidade de fluxo magnético e da velocidade da partícula de carga q.
E a velocidade da partícula de carga q é relativa ao campo elétrico.

Considerando que o desempenho de um ímã permanente, utilizado na construção de máquinas elétricas, pode ser medido pelo seu produto energético máximo, que corresponde ao um ponto de operação no laço de histerese desse material.
A partir dessa informação, pode-se afirmar que
A esse produto está localizado num ponto do primeiro quadrante do laço de histerese desse material.
B no ponto de produto energético máximo, pode-se maximizar o volume de um ímã permanente que resulta na densidade de fluxo desejada no entreferro do circuito magnético.
C o sinal desse produto é positivo.
D no ponto de produto energético máximo, tem-se o menor valor possível do produto B-H.
E o funcionamento de um ímã permanente no ponto de produto energético máximo, resulta num volume menor de material necessário à obtenção da densidade de fluxo desejada no entreferro do circuito magnético.

Segundo Umans (2014), nos sistemas de armazenamento de energia com ímãs permanentes, os campos magnéticos resultam apenas da presença do material magnético permanente. Ou, de uma combinação de ímãs permanentes e enrolamentos. Assim, não é possível fundamentar as forças e os conjugados puramente em fluxos magnéticos concatenados e correntes de enrolamentos.
Nesse contexto, pode-se afirmar que
A a energia e a coenergia desses sistemas são funções apenas dos fluxos concatenados ou correntes nos enrolamentos excitados eletricamente.
B é utilizado um enrolamento fictício adicional, correspondente ao ímã permanente, externo ao circuito magnético na análise desses sistemas.
C na determinação das forças e dos conjugados, o ímã permanente é considerado um elemento do circuito magnético com campo uniforme.
D para a análise desses sistemas são considerados apenas os campos magnéticos produzidos pela excitação elétrica.
E a corrente no enrolamento fictício adicional, que representa o ímã permanente, em condições normais de operação desses sistemas tem valor não nulo.

A coenergia, num sistema de armazenamento sem perdas de um dispositivo de conversão eletromecânica de energia, com partes estacionárias e móveis, é uma função das variáveis independentes de estado, corrente e posição da armadura móvel desse dispositivo.
A partir dessa informação e considerando um sistema magnétivo linear, avalie as afirmacoes a seguir.
I. a coenergia é uma função direta da indutância e da corrente no enrolamento do dispositivo.
II. a coenergia é uma função direta da indutância e indireta da corrente no enrolamento do dispositivo.
III. a força magnética em função da coenergia deve ser expressa explicitamente em termos da corrente no enrolamento do dispositivo.
A I, apenas.
B II, apenas.
C III, apenas.
D I e III, apenas.
E I, II e III.

Conforme Umans (2014), as máquinas elétricas e os transformadores utilizam materiais magnéticos em vários tamanhos e formas, desde folhas finas estampadas de aço-silício até peças sólidas de ferro para rotores de alternadores síncronos e peças polares de máquinas de corrente contínua (CC).
Nesse contexto, avalie as afirmações a seguir.
I. Os materiais magnéticos provêm densidades de fluxo magnético elevadas, a partir de uma força magnetizante relativamente baixa.
II. Os materiais magnéticos delimitam e direcionam os campos magnéticos.
III. Nos transformadores, os materiais magnéticos maximizam o acoplamento entre os enrolamentos e aumentam a corrente de excitação necessária a sua operação.
IV. Nas máquinas elétricas, os materiais magnéticos dão forma aos campos eletromagnéticos que resultam no conjugado disponível em seus eixos.
A I e II, apenas.
B II e III, apenas.
C I, II e IV, apenas.
D I, II e III, apenas.
E I, II, III e IV.

Nos sistemas eletromecânicos de conversão de energia, o mecanismo predominante de armazenamento de energia é o campo magnético.
Nesses sistemas, a transferência de energia pode ser equacionada com base na potência elétrica, na potência mecânica e na energia convertida em calor. Com base nessas informações, avalie as afirmações a seguir.
I. Para os geradores, os valores das energias elétrica e mecânica utilizados no equacionamento da transferência de energia são positivos.
II. A energia, convertida em calor nesses sistemas, é produzida pelo aquecimento nos seus condutores pelo atrito dos seus componentes móveis.
III. Na análise desses sistemas, é necessário separar matematicamente os mecanismos de perda de armazenamento de energia.
A I, apenas.
B II, apenas.
C III, apenas.
D II e III, apenas.
E I, II e III.