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As máquinas rotativas contêm duas partes essenciais, chamadas de rotor e estator, sendo uma parte móvel e outra fixa, respectivamente. A respeito das principais funções que o rotor e o estator exercem em uma máquina CC, assinale a alternativa correta: Questão 1Resposta a. O estator providencia uma faixa de baixa relutância para o núcleo. b. O estator de uma máquina CC produz a ação de chaveamento necessária para realização da comutação. c. O rotor de uma máquina CC permite a rotação para a ação motora da máquina, e o estator, para a ação geradora. d. O rotor de uma máquina CC produz a ação de chaveamento necessária para realização da comutação. O rotor de uma máquina CC é composto pelo eixo do rotor, que fornece rotação ao núcleo da armadura, aos enrolamentos e ao comutador, o qual tem a função de providenciar o chaveamento necessário para o processo de comutação, sendo eletricamente conectado às bobinas do enrolamento de armadura. Basicamente, o rotor de uma máquina CC tem quatro funções principais: 1. permitir a rotação para a ação geradora ou a ação motora; 2. produzir a ação de chaveamento necessária para a comutação; 3. induzir a tensão ou providenciar o torque eletromagnético; 4. providenciar uma faixa de baixa relutância para o núcleo. Já o estator da máquina CC é a parte fixa e consiste literalmente na carcaça da máquina, servindo como suporte ao rotor e como uma faixa de retorno do fluxo para o circuito magnético criado pelos enrolamentos de campo. e. O rotor de uma máquina CC é responsável por induzir a tensão, enquanto o estator providencia o torque eletromagnético. Feedback A resposta correta é: O rotor de uma máquina CC produz a ação de chaveamento necessária para realização da comutação. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Sabe-se que uma máquina síncrona de dois polos girará 3.600rpm para gerar tensão de 60Hz. Para essa mesma frequência, quantos polos a máquina deve ter para girar em uma velocidade de 900rpm? Questão 2Resposta a. 8 polos. A relação entre frequência elétrica e velocidade mecânica é representada pela seguinte equação: fe=(polos2)n60 Assim, isolando o número de polos da equação, tem-se: polos=120fen=120.60900=8polos Portanto, a máquina deverá ter 8 polos. b. 2 polos. c. 10 polos. d. 12 polos. e. 6 polos. Feedback A resposta correta é: 8 polos. Questão 3 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As máquinas rotativas são empregadas em inúmeras aplicações, desde eletrodomésticos até usinas hidrelétricas. Contudo, seu dimensionamento consiste basicamente em partes específicas, independentemente de seu tamanho e operação. A respeito da estrutura e dimensionamento de máquinas rotativas, assinale a alternativa correta: Questão 3Resposta a. Todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas basicamente por um enrolamento que produza campo magnético, outro que conduza corrente e um meio que proporcione o movimento entre esses dois enrolamentos. b. Se uma máquina tiver um meio para converter energia elétrica em energia mecânica, e vice-versa, independentemente de sua estrutura, ela já é considerada uma máquina rotativa. c. Todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas por um enrolamento de armadura, que fica na parte fixa da máquina, e um enrolamento de campo, que fica na parte móvel. As tensões nas máquinas rotativas são geradas por meio de enrolamentos, denominados enrolamento de armadura. No caso das máquinas de corrente alternada, CA, esses enrolamentos são alojados na parte fixa do motor; já no caso das máquinas de corrente contínua, CC, o enrolamento de armadura é alojado no rotor, de modo que, quando o rotor está girando, um contato mecânico rotativo é utilizado para fornecer corrente para esse enrolamento. Nem todas as máquinas rotativas utilizam duas fontes de alimentação: no caso das máquinas de indução, por exemplo, não existe a necessidade de alimentar o enrolamento de campo a partir de uma fonte CC externa. Assim, todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas basicamente por três partes essenciais: 1. um enrolamento que produza campo magnético; 2. um enrolamento com condutores que conduzam corrente; 3. um meio que proporcione movimento relativo entre os enrolamentos descritos em 1 e 2. d. Todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas basicamente por duas fontes de alimentação: uma CC que alimenta o enrolamento de campo, e uma CA aplicada à armadura das máquinas. e. Todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas basicamente por um enrolamento de campo, um enrolamento de armadura e duas fontes de alimentação: uma CA e outra CC. Feedback A resposta correta é: Todas as máquinas rotativas, qualquer que seja seu tipo, são constituídas basicamente por um enrolamento que produza campo magnético, outro que conduza corrente e um meio que proporcione o movimento entre esses dois enrolamentos. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As máquinas síncronas são máquinas rotativas que apresentam características próprias, como o fato de seu rotor girar em uma velocidade chamada síncrona, por exemplo, justificando seu nome. A respeito desse tipo de máquina e da velocidade síncrona, assinale a alternativa correta: Questão 4Resposta a. As máquinas síncronas podem ser máquinas CA ou CC, pois o enrolamento de campo também pode ser alimentado por meio de uma fonte CC a partir de dois anéis coletores. b. Quando o estator de uma máquina síncrona estiver ligado a uma fonte polifásica CA, ele operará como um motor síncrono, e seu rotor estará girando em sincronismo com o campo girante desenvolvido pelo enrolamento de estator. Quando o estator de uma máquina síncrona estiver ligado a uma fonte polifásica CA, ele operará como motor, e o rotor girará em uma velocidade denominada velocidade síncrona, pois estará girando em sincronismo com o campo girante desenvolvido pelo enrolamento de estator, também chamado de enrolamento de armadura. Nas máquinas síncronas, o enrolamento de campo é localizado em seu rotor e alimentado a partir de uma fonte CC, produzindo o fluxo principal de operação da máquina. Contudo, elas são máquinas elétricas CA, pois a armadura é ligada diretamente a uma fonte polifásica CA, ou seja, a saída dessas máquinas é em corrente alternada. c. As máquinas síncronas são assim denominadas porque o rotor gira em sincronismo com o estator, devido ao campo girante desenvolvido pelo enrolamento de estator sobre o enrolamento de campo. d. Quando o estator de uma máquina síncrona estiver ligado a uma fonte polifásica CA, ele operará como um gerador síncrono, e seu rotor estará girando em sincronismo com o campo girante desenvolvido pelo enrolamento de campo. e. Os enrolamentos de armadura produzem o fluxo principal de operação da máquina, sendo que são localizados no rotor das máquinas síncronas. Feedback A resposta correta é: Quando o estator de uma máquina síncrona estiver ligado a uma fonte polifásica CA, ele operará como um motor síncrono, e seu rotor estará girando em sincronismo com o campo girante desenvolvido pelo enrolamento de estator. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As máquinas de indução são máquinas rotativas CA com algumas características específicas. A respeito desse tipo de máquina, assinale a alternativa correta: Questão 5Resposta a. O enrolamento de campo no estator das máquinas de indução é conectado a uma fonte polifásica CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas síncronas. b. A construção do estator das máquinas de indução é idêntica à de máquinas síncronas, inclusive o rotor, que, assim como nessas máquinas, também é excitado separadamente por uma fonte CC. c. O enrolamento da armadura no estator das máquinas de indução é conectado a uma fonte polifásicapois o princípio de funcionamento dos motores elétricos é regido pela regra da ação motora. Essa regra foi enunciada por meio de um experimento em que se constatou que, ao colocar um condutor retilíneo entre os polos de um imã em forma de ferradura, quando esse condutor foi percorrido por uma corrente, uma força foi exercida sobre ele. Contudo, essa força não age na direção dos polos do ímã, e, sim, na direção perpendicular às linhas do campo magnético. A segunda alternativa é verdadeira, uma vez que o princípio de funcionamento de um gerador elétrico é baseado na ação geradora. Essa regra foi enunciada por meio de um experimento de Faraday, que concluiu que somente a presença de um campo magnético não gera corrente elétrica; para gerar uma corrente, é necessário variar o fluxo magnético, enunciando a indução eletromagnética. Desse modo, definiu-se a Lei de Faraday, que enuncia que, em todo condutor sujeito a uma variação de fluxo magnético, é estabelecida uma força eletromotriz (tensão) induzida. A terceira alternativa é verdadeira, já que, por meio do experimento de Faraday, concluiu-se que, para gerar uma corrente elétrica, é necessário variar o fluxo magnético, chamando esse fenômeno de indução eletromagnética. Desse modo, definiu-se a Lei de Faraday, que enuncia que, em todo condutor sujeito a uma variação de fluxo magnético, é estabelecida uma força eletromotriz (tensão) induzida. E os transformadores têm seu funcionamento regido pelo campo magnético variável no tempo devido ao fato de serem alimentados com corrente alternada. c. I e III. d. II. e. III. Feedback A resposta correta é: I, II e III. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Uma máquina síncrona elementar, caracterizada pelos geradores síncronos das centrais geradoras de energia elétrica, é composta por três enrolamentos no estator, defasados de 120º, e um enrolamento no rotor alimentado em corrente contínua. Com base nesse dispositivo, avalie as afirmativas a seguir e a relação proposta entre elas: I – Em máquinas de grande porte, a alimentação dos enrolamentos de campo é feita normalmente por um sistema rotativo, denominado como excitatriz sem escovas. PORQUE II – Sua alimentação consiste em um pequeno gerador CA, montado com a armadura no eixo do rotor, utilizando anéis coletores para alimentar o campo da máquina síncrona (em CC). A respeito dessas afirmativas, assinale a opção correta. Questão 2Resposta a. A afirmativa I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira. b. As afirmativas I e II são proposições falsas. c. As afirmativas I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. d. As afirmativas I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. e. A afirmativa I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. A afirmativa I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. Em máquinas de grande porte, a alimentação dos enrolamentos de campo é feita normalmente por um sistema rotativo, denominado como excitatriz sem escovas (demonstrando que a primeira alternativa está correta). A alimentação desses enrolamentos de campo realmente é feita com o auxílio de um pequeno gerador CA, montado com a armadura no eixo do rotor. No entanto, a tensão disponibilizada por esse pequeno gerador alimenta os enrolamentos de campo por um circuito retificador que dispensa a necessidade de anéis coletores (reforçando que a segunda alternativa está errada). Feedback A resposta correta é: A afirmativa I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um ímã é aproximado, com velocidade constante, de um anel metálico, conforme ilustrado na figura a seguir. Esse ímã atravessa o anel e continua com velocidade inalterada, afastando-se dele. Assinale a alternativa que indica corretamente o sentido da corrente elétrica induzida no anel. Questão 3Resposta a. Anti-horário sempre. b. Horário sempre. c. Horário durante a aproximação do ímã e anti-horário quando este se afasta. d. Não ocorre corrente induzida na espira. e. Anti-horário durante a aproximação do ímã e horário quando este se afasta. De acordo com a regra da mão direita, durante a aproximação do ímã, o sentido da corrente elétrica induzida no anel é anti-horário e, quando ele se afasta, é o sentido horário. Feedback A resposta correta é: Anti-horário durante a aproximação do ímã e horário quando este se afasta. Q ã 4 Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão A imagem a seguir mostra um pequeno motor CC de 2 polos com armadura composta por 8 enrolamentos de 4 espiras cada. Se o terminal positivo da bateria for conectado na escova da esquerda, qual será o sentido de rotação desse motor? Questão 4Resposta a. Ausência de rotação. b. Alternância entre sentido anti-horário e sentido horário. c. Alternância entre sentido horário e sentido anti-horário. d. Rotação horária. e. Rotação anti-horária. O sentido de rotação desse motor é regido pela regra da mão esquerda (ação motora). Logo, se a bateria é conectada na escova da esquerda, nesse lado (esquerdo), a corrente estará entrando. Logo, a força é para baixo. Analisando o outro lado (direito), com a corrente saindo, a força é para cima, resultando, assim, nesse motor, em uma rotação anti-horária. Feedback A resposta correta é: Rotação anti-horária. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Os transformadores desempenham um papel extremamente importante na vida moderna. Eles são utilizados em sistemas de potência para aumentar ou diminuir o nível de tensão ou corrente CA. Com base no funcionamento dos transformadores, avalie as afirmações a seguir e a relação proposta entre elas. I – Ao aplicar uma tensão alternada no enrolamento primário do transformador, surge uma tensão, também alternada, no enrolamento secundário. PORQUE II – O campo magnético fixo, criado pela corrente que circula no enrolamento primário, é conduzido ao enrolamento secundário pelo material bom condutor de fluxo magnético e, consequentemente, uma tensão é induzida nesse enrolamento. Assinale a opção correta. Questão 5Resposta a. A afirmação I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. A afirmação I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. Ao aplicar uma tensão alternada no enrolamento primário do transformador, realmente, surge uma tensão, também alternada, no enrolamento secundário. Isso se dá devido ao campo magnético variável, criado pela corrente que circula no enrolamento primário; é conduzido ao enrolamento secundário pelo material bom condutor de fluxo magnético e, consequentemente, uma tensão é induzida nesse enrolamento. b. As afirmações I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. c. As afirmações I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. d. A afirmação I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira. e. As afirmações I e II são proposições falsas. Feedback A resposta correta é: A afirmação I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa.CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas síncronas. O enrolamento da armadura no estator das máquinas de indução pode ser conectado a uma fonte tanto monofásica quanto polifásica CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas síncronas; em contrapartida, o rotor não é excitado separadamente por uma fonte CC, e, quando ele é movimentado por uma máquina primária em uma velocidade que excede a velocidade síncrona, a máquina de indução se torna um gerador de indução. Quando a armadura é ligada a uma fonte CA, a máquina funcionará normalmente como um motor de indução; ou seja, operando como gerador ou como motor, a máquina de indução requer que a armadura seja alimentada por uma fonte CA. d. O enrolamento da armadura no estator das máquinas de indução é conectado a uma fonte polifásica CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas CC. e. O enrolamento da armadura no rotor das máquinas de indução é conectado a uma fonte polifásica CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas síncronas. Feedback A resposta correta é: O enrolamento da armadura no estator das máquinas de indução é conectado a uma fonte polifásica CA, e a construção do estator é idêntica à de máquinas síncronas. Uma corrente circulando em uma bobina com fio enrolado em um núcleo gera um fluxo magnético nesse núcleo; ou seja, isso é análogo a um circuito elétrico, em que uma tensão gera um fluxo de corrente. Os circuitos a seguir ilustram um circuito elétrico e um magnético, respectivamente. Assim, a respeito da analogia dos circuitos magnéticos e elétricos, assinale a alternativa correta. Questão 1Resposta a. Quando em paralelo em um circuito magnético, a relutância equivalente é a soma das relutâncias do circuito, assim como as resistências nos circuitos elétricos. b. No circuito elétrico, o fluxo de corrente é injetado por uma força magnetomotriz, a qual, nos circuitos magnéticos, é análoga à força eletromotriz. c. Quando em série em um circuito magnético, a relutância equivalente é a soma do inverso das relutâncias do circuito. d. No circuito elétrico, o fluxo de corrente é injetado por tensão ou força eletromotriz, assim como nos circuitos magnéticos. e. A relutância nos circuitos magnéticos é o equivalente da resistência elétrica, pois obedece às mesmas regras que as resistências em um circuito elétrico. No circuito elétrico, o fluxo de corrente é injetado por tensão ou força eletromotriz, a qual, nos circuitos magnéticos, é análoga à força magnetomotriz (FMM), medida em ampéres-espiras. A relutância nos circuitos magnéticos é o equivalente da resistência elétrica, pois obedece às mesmas regras que as resistências em um circuito elétrico; por exemplo, quando estão em série, a relutância equivalente é a soma das relutâncias. Feedback A resposta correta é: A relutância nos circuitos magnéticos é o equivalente da resistência elétrica, pois obedece às mesmas regras que as resistências em um circuito elétrico. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As propriedades básicas dos materiais ferromagnéticos são comuns a todos eles, apesar de eles se caracterizarem por uma ampla faixa de propriedades. Existem dois fenômenos comuns que ocorrem nesses tipos de materiais, os quais definem seu funcionamento em aplicações como transformadores e motores elétricos. A respeito desses dois fenômenos, assinale a alternativa correta. Questão 2Resposta a. Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a saturação e a histerese magnética. O primeiro ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético, e o segundo ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida. Quando a permeabilidade magnética, µ, é maior do que a permeabilidade do vácuo, representada por μ_0, à medida que a força magnetizante aumenta, e continua até que todos os momentos magnéticos estejam alinhados com o campo aplicado, não há mais contribuição para o aumento da densidade do fluxo magnético; portanto, o material está completamente saturado. Além da saturação, outro fenômeno comum das propriedades dos materiais ferromagnéticos é a histerese magnética. Esse fenômeno ocorre quando a força magnetizante externa aplicada ao material é reduzida, pois mesmo na ausência dessa força os momentos magnéticos tendem a se alinhar naturalmente, de modo a seguir as direções de mais fácil magnetização, próximas da direção do campo aplicado. b. Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a saturação e o momento magnético. O primeiro ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético, e o segundo ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida. c. Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a histerese magnética e a força magnetizante. O primeiro ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético, e o segundo ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida. d. Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a saturação e a histerese magnética. O primeiro ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida, e o segundo ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético. e. Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a força magnetizante e o momento magnético. O primeiro ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida, e o segundo ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético. Feedback A resposta correta é: Os dois fenômenos comuns aos materiais ferromagnéticos são a saturação e a histerese magnética. O primeiro ocorre quando não há mais aumento da densidade do fluxo magnético, e o segundo ocorre quando a força magnetizante aplicada ao material é reduzida. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Onde quer que exista uma corrente circulando, haverá um campo magnético associado a ela, e esse campo magnético atua sobre o sistema que o utiliza em seu funcionamento. Assim, a respeito dos princípios que descrevem os campos magnéticos, assinale a alternativa correta. Questão 3Resposta a. Na presença de um campo magnético, haverá uma força induzida sobre um fio condutor de corrente. Os quatro princípios que descrevem os campos magnéticos são: 1. Um fio condutor de corrente é capaz de produzir um campo magnético ao seu redor. 2. Se um campo magnético passar através de uma bobina, ele induzirá uma tensão sobre ela. 3. Na presença de um campo magnético, haverá uma força induzida sobre um fio condutor de corrente. 4. Um fio que se move na presença de um campo magnético apresenta tensão induzida sobre ele. b. Se um campo magnético passar através de uma bobina, esta induzirá tensão sobre ele. c. Um fio condutor de corrente é capaz de produzir um campo magnético em seu interior. d. Um fio que se move na presença de um campo magnético nem sempre apresenta tensão induzida sobre ele. e. Um fio condutor de corrente é capaz de produzir tensão induzida em seu redor. Feedback A resposta correta é: Na presença de um campo magnético, haverá uma força induzida sobre um fio condutor de corrente. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Os materiais que sofrem a atração de campos magnéticos são chamados de materiais magnéticos, e os mais conhecidos entre estes são os ferromagnéticos. A respeito desses materiais, assinale a alternativa correta. Questão 4Resposta a. A utilização desse tipo de material possibilita a obtenção de densidades baixas de fluxo magnético com níveis relativamente altos de força magnetizante. b. A utilização desse tipo de material possibilita a obtenção de densidades elevadas de fluxo magnético com níveis relativamente elevados de força magnetizante. c. A utilização desse tipo de material possibilita a obtenção de densidades baixas de fluxo magnético com níveis relativamente baixos de força magnetizante. d. A utilização dessetipo de material possibilita a obtenção de densidades elevadas de fluxo magnético com níveis relativamente baixos de força magnetizante. Para os dispositivos de conversão eletromecânica de energia, os materiais magnéticos são de extrema importância, porque a utilização desse tipo de material possibilita a obtenção de densidades elevadas de fluxo magnético com níveis relativamente baixos de força magnetizante, pois as forças magnéticas e a densidade de energia aumentam com o aumento da densidade de fluxo, refletindo positivamente no desempenho dos dispositivos de conversão de energia. e. A utilização desse tipo de material não possibilita a obtenção de densidades de fluxo magnético, devido aos níveis relativamente baixos de força magnetizante. Feedback A resposta correta é: A utilização desse tipo de material possibilita a obtenção de densidades elevadas de fluxo magnético com níveis relativamente baixos de força magnetizante. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão A lei fundamental que rege a produção de um campo magnético é conhecida como Lei de Ampére, e, a partir dela, outros conceitos podem ser analisados. Assinale a alternativa correta em relação aos conceitos e às leis que regem a produção de um campo magnético. Questão 5Resposta a. Considerando que o núcleo é composto por um material ferromagnético, essencialmente todo o campo magnético produzido pela corrente ficará disperso ao seu redor. b. Existe uma relação entre B e a densidade de fluxo magnético resultante dentro de um material, a qual é representada por H. c. A intensidade do campo magnético, H, é a medida do esforço que uma corrente faz para estabelecer um campo magnético. H representa a intensidade do campo magnético produzido pela corrente líquida, ou seja, é a medida do esforço que uma corrente faz para estabelecer um campo magnético. Existe uma relação entre H e a densidade de fluxo magnético resultante dentro de um material, a qual é representada por B. Considerando que o núcleo é composto por um material ferromagnético, essencialmente todo o campo magnético produzido pela corrente ficará contido dentro do núcleo. d. A intensidade do campo magnético, B, é a medida do esforço que uma corrente faz para estabelecer um campo magnético. e. H representa a densidade do fluxo magnético produzido por uma corrente líquida. Feedback A resposta correta é: A intensidade do campo magnético, H, é a medida do esforço que uma corrente faz para estabelecer um campo magnético. Os transformadores são equipamentos constituídos por dois ou mais enrolamentos elétricos acoplados por um circuito magnético comum; porém, seu tipo de construção pode variar de acordo com sua aplicação. A respeito das aplicações dos transformadores e de seus aspectos construtivos, assinale a alternativa correta. Questão 1Resposta a. Os transformadores utilizados para casamento de impedância são utilizados para aplicações de baixa potência e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas, e, no segundo, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular. b. Os transformadores de potência operam com correntes relativamente altas e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas, e, no segundo, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular. c. Os transformadores de potência operam com correntes relativamente baixas e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular, e, no segundo, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas. d. Os transformadores de potência operam com correntes relativamente altas e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular, e, no segundo, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas. Em relação aos aspectos construtivos, os transformadores podem variar de acordo com sua aplicação. Os transformadores de potência operam com correntes relativamente altas, e os transformadores utilizados para casamento de impedância, em geral, são utilizados para aplicações de baixa potência, assim como os transformadores utilizados para amostragem de tensão e de corrente. Ainda, os transformadores podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido e núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular, e, no segundo, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas. e. Os transformadores utilizados para casamento de impedância operam com correntes relativamente altas e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular, e, no segundo, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas. Feedback A resposta correta é: Os transformadores de potência operam com correntes relativamente altas e podem ser constituídos por dois tipos de núcleo: núcleo envolvido ou núcleo envolvente. No primeiro, os enrolamentos envolvem duas pernas de um núcleo magnético retangular, e, no segundo, os enrolamentos envolvem a perna central de um núcleo de três pernas. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Os primários e secundários do transformador trifásico podem ser ligados independentemente nas configurações estrela (Y) ou triângulo (∆), e, a partir delas, existem quatro conexões possíveis de ligação para montar um banco de transformador trifásico. A respeito dessas conexões, assinale a alternativa correta. Questão 2Resposta a. A conexão estrela-estrela tem a vantagem de o banco trifásico de transformadores continuar funcionando mesmo com um dos transformadores sendo removido; porém, é o tipo de conexão menos utilizado por apresentar muitos problemas. b. A conexão triângulo-triângulo tem a vantagem de o banco trifásico de transformadores continuar funcionando mesmo com um dos transformadores sendo removido; porém, é o tipo de conexão menos utilizado por apresentar muitos problemas. c. A conexão estrela-triângulo é geralmente utilizada para a elevação de tensão, enquanto a conexão triângulo- estrela é utilizada para o abaixamento de tensão. d. A conexão estrela-triângulo é geralmente a conexão menos utilizada, enquanto a conexão estrela-estrela é a mais habitual. e. A conexão estrela-triângulo é geralmente utilizada para o abaixamento de tensão, enquanto a conexão triângulo- estrela é utilizada para a elevação de tensão. A conexão estrela-triângulo (Y-∆) geralmente é utilizada para o abaixamento de tensão alta para tensão média ou baixa, enquanto a conexão triângulo-estrela (∆-Y) costuma ser utilizada na elevação para tensão alta. Já a conexão triângulo-triângulo (∆-∆) tem a vantagem de, caso um transformador tenha de ser removido para troca e/ou manutenção, o banco continuar funcionando, porém com valor nominal reduzido a 58% do valor original. A conexão estrela-estrela (Y-Y) é a menos utilizada, pois tensões harmônicas são produzidas, distorcendo de modo significativo as tensões do transformador. Feedback A resposta correta é: A conexão estrela-triângulo é geralmente utilizada para o abaixamento de tensão, enquanto a conexão triângulo-estrela é utilizada para a elevação de tensão. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um transformador ideal alimentando uma carga, como ilustrado a seguir, tem relação de espiras 5:1. A tensão de alimentação desse transformador é de 120V, e a correntecirculando no primário é de 5,3A. A partir disso, determine qual é a impedância da carga que está sendo alimentada por esse transformador. Questão 3Resposta a. 1,05Ω. b. 0,8Ω. c. 0,905Ω. Primeiramente, deve-se calcular a tensão no lado secundário desse transformador, a partir da seguinte relação: v1/v2= N1/N2 ---> v2 = 24V Agora, deve-se encontrar a corrente que circula no secundário, dada por: N1i1 = N2i2 ---> i2 = 26,5A A impedância da carga é aquela referente ao secundário do transformador, portanto, seu valor é determinado pela seguinte equação: Zcarga = v2/I2 = 24/26,5 = 0,905Ω Assim, a impedância da carga para esse transformador é de 0,905Ω. d. 0,805Ω. e. 0,925Ω. Feedback A resposta correta é: 0,905Ω. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um transformador ideal é aquele que não apresenta perdas, e as relações das grandezas de tensão e corrente entre os enrolamentos de entrada e saída podem ser analisadas de forma simples, de modo que não há fluxo disperso nos enrolamentos primário e secundário do transformador, apenas um fluxo mútuo, φ, comum entre as bobinas. A respeito do funcionamento dos transformadores ideais e suas relações de transformação, assinale a alternativa correta. Questão 4Resposta a. Em um transformador ideal, as tensões são transformadas na razão inversa da relação de espiras, enquanto as potências não se alteram. b. Em um transformador ideal, as tensões são transformadas na razão direta da relação de espiras, enquanto as correntes são transformadas na razão direta da relação de espiras ao quadrado. c. Em um transformador ideal, as impedâncias são transformadas na razão direta da relação de espiras ao quadrado, enquanto as potências são transformadas na razão inversa da relação de espiras. d. Em um transformador ideal, as impedâncias são transformadas proporcionalmente ao quadrado da relação de espiras, enquanto as tensões são transformadas na razão direta da relação de espiras. Em um transformador ideal, as tensões são transformadas na razão direta da relação de espiras (a), conforme a seguinte equação: v1/v2 = N1/N2 = a Já as correntes são transformadas na razão inversa, conforme segue: i1/i2 = 1/a As impedâncias são transformadas na razão direta da relação de espiras ao quadrado, conforme a seguinte equação: Z'L = a2ZL E, para finalizar, as potências não se alteram, ou seja: Psaída = V1I1cosθ = Pentrada e. Em um transformador ideal, as correntes são transformadas na razão inversa da relação de espiras, enquanto as impedâncias são transformadas na razão direta. Feedback A resposta correta é: Em um transformador ideal, as impedâncias são transformadas proporcionalmente ao quadrado da relação de espiras, enquanto as tensões são transformadas na razão direta da relação de espiras. Questão 5 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um transformador a vazio pode ser representado por meio de um diagrama fasorial, o qual representa em forma vetorial as relações de fase entre as várias tensões e correntes do sistema. Veja: Levando em conta o diagrama fasorial exposto, assinale a alternativa correta. Questão 5Resposta a. No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor Îc em fase com o fasor de Ê1 representa a corrente eficaz de magnetização, e o fasor da corrente Î m em fase com o fasor do fluxo representa a componente de perdas no núcleo da corrente de excitação. b. No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está atrasado de um ângulo θc, e o fasor da corrente Î m em fase com o fasor do fluxo representa a corrente eficaz de excitação. c. No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está adiantado de um ângulo θc, e o fasor da corrente Î m em fase com o fasor do fluxo representa a corrente eficaz de excitação. Como é possível observar no diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está atrasado de um ângulo θc, em relação ao fasor da corrente de excitação Î∅, pois é essa corrente que circula no primário do transformador estabelecendo um fluxo alternado no circuito magnético, o qual induz a FEM. Desse modo, o fasor Îc que está em fase com o fasor de Ê1 representa a componente de perdas no núcleo dessa corrente de excitação. Já o fasor da corrente Î m em fase com o fasor do fluxo representa a corrente eficaz de magnetização. d. No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está atrasado de um ângulo θc, e o fasor Î c em fase com o fasor de Ê1 representa a componente de perdas no núcleo da corrente de excitação. e. No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está adiantado de um ângulo θc, e o fasor Î c em fase com o fasor de Ê1 representa a componente de perdas no núcleo da corrente de excitação. Feedback A resposta correta é: No diagrama fasorial do transformador a vazio, o fasor da força eletromotiva (FEM) induzida Ê1 está atrasado de um ângulo θc, e o fasor Î c em fase com o fasor de Ê1 representa a componente de perdas no núcleo da corrente de excitação. As máquinas CC são, em sua maioria, rotativas e apresentam elementos em comum com outras máquinas rotativas. Essas partes podem facilmente ser identificadas, quer seja um motor, quer seja um gerador. A partir da imagem a seguir, identifique os elementos que compõem a máquina CC. Questão 1Resposta a. 1 = escova; 2 = interpolo; 3 = polo; 4 = rotor. O primeiro elemento corresponde às escovas que se conectam ao comutador para inverter a polaridade das bobinas da armadura. O segundo elemento diz respeito ao interpolo, disposto entre os polos norte e sul para compensar desvios na zona neutra. O terceiro representa o polo norte, ligado ao estator e ao enrolamento de campo. O quarto é o rotor, onde se encontra o enrolamento da armadura. b. 1 = escova; 2 = polo; 3 = estator; 4 = rotor. c. 1 = polo; 2 = bobina de campo; 3 = armadura; 4 = rotor. d. 1 = interpolo; 2 = escova; 3 = estator; 4 = rotor. e. 1 = polo; 2 = bobina de campo; 3 = estator; 4 = rotor. Feedback A resposta correta é: 1 = escova; 2 = interpolo; 3 = polo; 4 = rotor. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Para melhor compreender a forma como estão conectadas e enroladas as bobinas em um motor, pode-se recorrer a uma representação planificada. A partir do diagrama a seguir, identifique a quantidade de polos e comutadores da máquina CC. Questão 2Resposta a. 4 polos e 8 comutadores. b. 2 polos e 8 comutadores. c. 4 polos e 16 comutadores. d. 4 polos e 12 comutadores. e. 2 polos e 16 comutadores. Os polos são facilmente identificados pelos blocos N e S. Apesar de o polo S (sul) aparecer duas vezes, o começo do diagrama do lado esquerdo da imagem repete o final do diagrama do lado direito, ambos sobre o comutador de índice m. São, portanto, 2 polos. Já os comutadores podem ser contados pela quantidade de índices diferentes a que as bobinas se conectam, de a a o, totalizando 16 comutadores. Feedback A resposta correta é: 2 polos e 16 comutadores. Q ã 3 Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão O gerador de corrente contínua requer a comutação das bobinas da armadura para evitar a inversão de polaridade da tensão induzida. Alguns motores podem ter mais do que dois comutadores, alterando a tensão induzida. Quais os efeitos esperados à medida que mais comutadores são adicionados? Questão 3Resposta a. Menor variação de tensão induzida. O faiscamento também pode ser controlado pelo adição de interpolos. À medida que mais pontos de comutação são adicionados, mais suave se torna a transição da polaridade entre as bobinas, aumentando o valor médio de tensão induzida e reduzindo a variação. Em todos os casos, o comportamento do geradora vazio tem um ponto de transição neutro, em que não há corrente, exatamente no ponto de comutação. Ao se adicionar uma carga, no entanto, é necessário compensar a força magnetomotriz causada pela corrente na armadura que desloca o eixo da zona neutra. Isso pode ser feito por meio dos interpolos, que criam um campo em sentido contrário ao induzido para anular a força magnetomotriz naquele ponto. b. Maior variação de tensão induzida, com faiscamento nos interpolos. c. Aumento da tensão de pico e faiscamento com carga. d. Redução da tensão induzida e faiscamento a vazio. e. Redução do valor médio de tensão induzida e faiscamento com carga. Feedback A resposta correta é: Menor variação de tensão induzida. O faiscamento também pode ser controlado pelo adição de interpolos. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um motor de uma indústria está excitado em derivação (paralelo). Nesse tipo de excitação, a corrente da fonte se divide entre armadura e campo. Considerando um limite de 10% de sobrecorrente, determine o valor de fusível recomendado para proteger o motor com as especificações que seguem: Questão 4Resposta a. 380A. b. 30,00A. c. 44,88A. d. 37,60A. e. 41,36A. A quantidade de polos e condutores não influenciará o cálculo, uma vez que as resistências e tensões em cada enrolamento são conhecidas. Resta saber que, estando campo e armadura em paralelo, a fonte de tensão deverá suportar a soma das duas correntes. IF = IC + IA A tensão no enrolamento do campo é a mesma da fonte: 380V. Logo, a corrente que passa pelo campo é de: IC = VCC/RC IC = 380V/50Ω IC = 7,6A Já a corrente na armadura deve considerar a queda de tensão na resistência da bobina. VCC = EA + RA.IA VCC - EA = RA.IA (VCC - EA)/RA = IA IA = (VCC - EA)/RA IA = (380V - 350V)/1Ω IA = 30A Com uma corrente total de: IF = IC + IA IF = 7,6A + 30A IF = 37,6A Um acréscimo de 10% resultará em um fusível de: IF = 37,6A . 1,1 IF = 41,36A Feedback A resposta correta é: 41,36A. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão A rotação de um motor de CC depende principalmente do fluxo magnético do enrolamento de campo e da tensão induzida no enrolamento da armadura. A força resultante irá mover a bobina para tentar neutralizar o efeito de ambos os campos, alinhando as linhas de fluxo. A partir dos dados a seguir, calcule a rotação desenvolvida pelo motor de corrente contínua. Obs.: Desconsidere perdas. Questão 5Resposta a. 66,3rpm. b. 663rpm. A resistência da armadura pode ser desconsiderada por não existirem perdas. Ea = [Z.P/(60s.a)].ϕ.nm 12V = [1086.8/(60s.(m.P))] . 1mWb . nm 12V = [1086.8/(60s.(1.8))] . 1mWb . nm 12V = [1086/60s] . 1mWb . nm 12V = [1086/60s] . 1mWb . nm 12V = [1086/60s] . 1mV.s . nm 12 = [1086/60] . 1m . nm 12/1m = 18,1 . nm 12000/18,1 = nm nm ~= 663rpm c. 60,8rpm. d. 800rpm. e. 608rpm. Feedback A resposta correta é: 663rpm. Os geradores síncronos têm sua eficiência dada pela capacidade de transformar a energia mecânica em energia elétrica. Considere um gerador síncrono monofásico, de fator de potência de 0,9 atrasado, capaz de gerar 220V eficazes a uma corrente de 10A. Se for aplicado torque de 5Nm no rotor, qual será a velocidade angular de seu eixo, em RPM, para que sua eficiência seja de 90%? Questão 1Resposta a. 1.980RPM. b. 4.202RPM. A eficiência de um gerador síncrono é dada por: íη=PsaídaPentrada Onde a potência de entrada é a potência mecânica, e a de saída é a elétrica. A potência elétrica, de saída, pode ser determinada: íéíPsaída=Pelétrica=VIcosθ=(220V)(10A)(0,9)∴Psaída=1,98kW De posse da eficiência, a expressão pode ser colocada em função da velocidade angular: íííη=PsaídaπTn30=30PsaídaπTn∴n=30PsaídaπTη=30(1,98kW)π(5Nm)(0,9) c. 2.200RPM. d. 1.000RPM. e. 3.072RPM. Feedback A resposta correta é: 4.202RPM. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão A eficiência de uma máquina síncrona relaciona as potências mecânica e elétrica de acordo com o modo de operação da máquina. Considere um gerador síncrono trifásico de 60Hz, cuja tensão terminal de linha é de 380V, corrente de armadura, por fase, de 200A com fator de potência de 0,95 atrasado. Para gerar essa tensão em regime permanente, é necessário torque de 10Nm a 4.000RPM. Determine a capacidade de corrente gerada se esse gerador tem eficiência de 80%. Questão 2Resposta a. 20A. b. 200A. c. 6,70A. A eficiência de um gerador síncrono é dada por: íη=PsaídaPentrada Onde a potência de entrada é a potência mecânica, e a de saída é a elétrica. A potência mecânica, de entrada, pode ser determinada: âPentrada=Pmecânica=πTn30=π(10Nm)(5000RPM)30∴Pentrada=5,24kW De posse da eficiência, a expressão pode ser colocada em função da corrente: η=3VLILcosθPentrada∴IL=ηPentrada3VLcosθ=(0,80)(5,24kW)3(380V)(0,95)∴IL=6,70A d. 160A. e. 67A. Feedback A resposta correta é: 6,70A. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão O torque produzido por um motor síncrono depende da eficiência da máquina, sendo esta a razão entre a potência de saída pela de entrada, em que a diferença existente entre as potências de entrada e de saída se deve às perdas na máquina. Considere um motor síncrono monofásico alimentado com tensão eficaz de 380V e corrente de 10A com fator de potência de 0,95 atrasado. Supondo que a única fonte de perda esteja no campo, composto por um enrolamento de 10Ω na qual circula 7A para geração de fluxo adequada, determine sua eficiência e o torque do rotor sabendo que sua velocidade é de 5.000RPM em regime permanente. Questão 3Resposta a. η = 72,30% e T = 59,6Nm. b. η = 95% e T = 59,6Nm. c. η = 86,43% e T = 0,59Nm. d. η = 86,43% e T = 5,96Nm. A eficiência pode ser dada tanto em função da potência de saída e entrada quanto pelas perdas: íη=PsaídaPentrada=Pentrada−PperdasPentrada=1−PperdasPentrada Com as informações atuais, é possível determinar a potência de entrada e a potência relativa às perdas do sistema: Pentrada=VIcosθ=(380V)(10A)(0,95)∴Pentrada=3,61kWPperdas=IC2RC=(7A)2(10Ω)∴Pperdas=490W Assim, a eficiência é dada por: η=1−PperdasPentrada=1−490W3,61kW∴η=86,43 O torque do rotor pode ser definido a partir da potência de saída: íPsaída=πTn30=Pentrada−Pperdas∴T=30(Pentrada−Pperdas)πn=30(3,61kW−490W)π(5000RPM)T=5,96Nm e. η = 72,30% e T = 5,96Nm. Feedback A resposta correta é: η = 86,43% e T = 5,96Nm. Questão 4 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Os geradores síncronos são máquinas elétricas rotativas responsáveis por transformar a energia mecânica fornecida em seus eixos, como, por exemplo, de uma queda d’água em uma usina hidrelétrica, em energia elétrica, na forma de alta tensão, para ser, então, fornecida ao sistema de transmissão. Considere que um gerador síncrono trifásico deve gerar tensão eficaz de 120kV a 60Hz. Determine a velocidade de rotação que a fonte de energia mecânica deve fornecer e o comprimento do rotor. Suponha que o campo magnético entre o campo e a armadura tenha intensidade máxima de 0,5T e que o rotor tenha 3m de raio e 72 polos, em que cada polo é composto por 10 espiras. Questão 4Resposta a. 720RPM e 8,66m. b. 100RPM e 12,25m. A velocidade de rotação pode ser determinada a partir da quantidade de polos e da frequência elétrica: fE=Pn120∴n=120fEP=120(60Hz)72∴n=100RPM O comprimento do rotor deve ser determinado a partir da equação da tensão eficaz. Como é um gerador trifásico, deve-se utilizar o fator de raiz de 3: Eeficaz=2π6NCrlBmaxfE∴l=Eeficaz2π6NCrBmaxfE=120kV2π6(10)(3m)(0,5T)(60Hz)l=8,66m c. 60RPM e 12,25m. d. 720RPM e 12,25m. e. 100RPM e 8,66m. Feedback A resposta correta é: 100RPM e 8,66m. Questão 5 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As perdas em uma máquina síncrona podem ser dadas em função da dissipação de potência pelos enrolamentos de campo e armadura.Considere um motor síncrono trifásico com eficiência de 70%, alimentado com 380V, corrente de 10A e fator de potência de 0,95 atrasado. Desconsiderando as perdas na armadura, determine a corrente do enrolamento de campo sabendo que sua resistência é de 100Ω. Questão 5Resposta a. 10A. A eficiência pode ser dada tanto em função da potência de saída e entrada quanto pelas perdas: íη=PsaídaPentrada=Pentrada−PperdasPentrada=1−PperdasPentrada A potência de entrada do motor síncrono trifásico é: Pentrada=3VLILcosθ=3(380V)(10A)(0,95)∴Pentrada=6,25kW As perdas representadas pela dissipação de potência no enrolamento de campo são dadas por: Pperdas=IC2RC Na equação do rendimento, em função da corrente de campo: η=1−IC2RCPentrada∴IC=(1−η)PentradaRC=(1−0,70)(6,25kW)100Ω∴IC=18,75A b. 43,75A. c. 18,75A. d. 27,25A. e. 9,25A. Feedback A resposta correta é: 18,75A. A eficiência de um motor é determinada pelo percentual de potência elétrica que consegue ser entregue ao eixo do rotor. Considere um motor de indução trifásico, alimentado por tensão em corrente alternada, com frequência de 60Hz, tensão eficaz de linha de 480V, fator de potência de 0,90 atrasado e quatro polos. A armadura tem resistência de 0,3Ω/fase, e o campo tem resistência de 0,6Ω. O motor em plena carga oferece um conjugado de 110Nm em seu eixo. Determine o escorregamento desse motor para que ele tenha eficiência de 90%. Considere apenas as perdas na armadura e no campo. Arredonde o resultado final para o próximo inteiro acima. Questão 1Resposta a. 15%. b. 12%. c. 5%. d. 10%. O escorregamento do motor é dado pela potência mecânica:âíPmecânica=(π30)Tcarga(1−s)nsíncronaA potência mecânica entregue ao eixo do rotor pode ser equacionada como a potência elétrica de entrada e as perdas:âéúPmecânica=Pelétrica−Pestator−Pnúcleo−Protor−Patrito−vib−PsuplDesconsiderando as perdas no núcleo (pela grande resistência de magnetização), as por atrito e vibração e as suplementares, a potência mecânica pode ser determinada:âéPmecânica=Pelétrica−Pestator−ProtorTanto a potência elétrica quanto as perdas no estator e no rotor dependem da corrente circulando pela armadura. Sua determinação pode ser feita pela definição de eficiência como a razão entre a potência mecânica e a elétrica:âéη=PmecânicaPelétrica=Pentrada−Pestator−ProtorPentrada∴Pestator+Protor=(1−η)Pentrada 3IL2R1+3IL2R2=(1−η)3VLILcosθ IL=(1−η)3VLcosθ3R1+3R2=(1−0,9)3(480V)(0,90)3(0,3Ω)+3(0,6Ω)∴IL=27,7AO escorregamento, então, pode ser determinado:âéPmecânica=Pelétrica−Pestator−Protorí(π30)Tcarga(1−s)nsíncrona=3VLILcosθ−3IL2R1−3IL2R 2ís=1−3VLILcosθ−3IL2R1−3IL2R2(π30)TcargansíncronaOnde a velocidade síncrona é dada por:íínsíncrona=120fEP=120(60Hz)4∴nsíncrona=1800RPMAssim:ís=1−3VLILcosθ−3IL2R1−3IL2R2(π30)Tca rgansíncronas=1−3(480V)(27,7A)(0,90)−3(27,7A)2(0,3Ω)−3(27,7A)2(0,6Ω)(π30)(110Nm)(1800RPM) s=0,0999=9,99≈10 e. 20%. Feedback A resposta correta é: 10%. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em um motor de indução, as perdas são dadas em função dos parâmetros elétricos de seus componentes, mas também por atrito e por vibração da máquina. Considere um motor de indução trifásico, alimentado por tensão em corrente alternada, com frequência de 60Hz, tensão eficaz de linha de 220V, escorregamento de 10%, fator de potência de 0,90 atrasado, dois polos e corrente de linha de 60A em plena carga. A armadura tem resistência de 0,2Ω/fase, e o campo tem resistência de 0,3Ω. Considerando um conjugado de saída de 4Nm, determine as perdas por atrito e vibração. Considere que as demais perdas estão localizadas apenas na armadura e no campo, com resistência de magnetização de valor elevado. Questão 2Resposta a. 1,2kW. b. 4,4kW. c. 2,2kW. A potência mecânica entregue ao eixo do rotor pode ser equacionada como a potência elétrica de entrada e as perdas:íúPsaída=Pentrada−Pestator−Pnúcleo−Protor−Patrito−vib−PsuplDesconsiderando as perdas no núcleo (pela grande resistência de magnetização) e as suplementares, as perdas por atrito e vibração podem ser dadas:íPatrito−vib=Pentrada−Pestator−Protor−PsaídaíPatrito−vib=3VLILcosθ−3IL2R1−3IL2R2− (π30)Tcarga(1−s)nsíncronaA velocidade síncrona pode ser obtida:íínsíncrona=120fEP=120(60Hz)2∴nsíncrona=3600RPMSubstituindo os demais valores na equação: Patrito−vib=3(220V)(60A)(0,90)−3(60A)2(0,2Ω)−3(60A)2(0,3Ω)−(π30)(4Nm)(1−0,1)(3600RPM) Patrito−vib=2,22kW d. 3,4kW. e. 4,0kW. Feedback A resposta correta é: 2,2kW. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão As perdas devidas às características elétricas de um motor de indução são decorrentes dos parâmetros do estator, do rotor e do processo de indução magnética. Suponha que um motor de indução trifásico, alimentado por tensão em corrente alternada, com frequência de 60Hz e tensão de linha de 480V, solicita uma corrente de 50A e tem fator de potência de 0,90 atrasado. Supondo um rendimento de 85% e que as únicas perdas estão localizadas no estator e no rotor, sendo de igual intensidade, determine o valor da resistência de armadura e da resistência de campo referida à armadura. Considere que a resistência de magnetização tem um valor muito grande, anulando as perdas no núcleo. Questão 3Resposta a. Rarmadura = 0,75Ω e Rcampo = 0,55Ω. b. Rarmadura = 0,55Ω e Rcampo = 0,55Ω. c. Rarmadura = 0,37Ω e Rcampo = 0,37Ω. A eficiência é dada como a razão entre a potência mecânica entregue à carga e a potência elétrica, podendo ser também escrita em função das perdas.âééééη=PmecânicaPelétrica=Pelérica–Pestator–ProtorPelétrica=1– Pestator+ProtorPelétricaComo as perdas no estator e rotor têm mesmo valor:éPestator=Protor= (1−η)Pelétrica2=(1−η)3VLILcosθ2=(1−0,85)3(480V)(50A)(0,9)2Pestator=Protor=2,81kWAs resistências da armadura e do campo podem ser dadas em função das perdas: Pestator=3IL2R1 Pestator=3IL2R2Como a resistência de magnetização tem um valor muito grande, a corrente de armadura também circula pelo rotor, no circuito equivalente. Assim: R1=Pestator3IL2=2,81kW3(50A)2∴R1=Rarmadura=0,37Ω R2=Protor3IL2=2,81kW3(50A)2∴R2=Rcampo=0,37Ω d. Rarmadura = 0,37Ω e Rcampo = 0,75Ω. e. Rarmadura = 0,75Ω e Rcampo = 0,75Ω. Feedback A resposta correta é: Rarmadura = 0,37Ω e Rcampo = 0,37Ω. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão A eficiência de um motor síncrono determina o quanto da potência elétrica fornecida a ele será transformada em energia mecânica, na forma de conjugado em seu eixo. Considere um motor de indução trifásico, alimentado por tensão em corrente alterada, com frequência de 60Hz, cuja tensão eficaz de linha é de 220V. Esse motor tem como características escorregamento de 5%, eficiência de 90%, fator de potência de 0,75 atrasado, quatro polos e corrente de linha de 30A em plena carga. Determine o conjugado do rotor em plena carga. Questão 4Resposta a. 43,11Nm. O conjugado do motor é dado em função da potência mecânica no rotor, do escorregamento e da velocidade síncrona: âíâPmecânica=(π30)Tcarga(1−s)nsíncrona∴Tcarga=30Pmecânicaπ(1−s)nsincronaA potência mecânica pode ser encontrada em função do rendimento e da potência elétrica de entrada:ââéη=PmecânicaPeletrica∴Pmecânica=ηPelétrica=η3VLILcosθââPmecânica=η3VLILcosθ= (0,90)3(220V)(30A)(0,75)∴Pmecânica=7,72kWA velocidade síncrona, então, pode ser determinada: íínsíncrona=120fEP=120(60Hz)4∴nsíncrona=1800RPM O conjugado é dado, então: âTcarga=30Pmecânicaπ(1−s)nsincrona=30(7,72kW)π(1−0,05)(1800RPM)∴Tcarga=43,11Nm b. 50,56Nm. c. 45,51Nm. d. 40,95Nm. e. 36,86Nm. Feedback A resposta correta é: 43,11Nm. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Os motores de indução trifásicos têm como características velocidade de rotação do rotor diferente da velocidade dos campos magnéticos, cujo percentual é denominado escorregamento.Considere um motor desse tipo, de dois polos, alimentado com tensão em corrente alternada, com frequência de 60Hz, a 380V, com fator de potência de 0,85 atrasado. Em plena carga, ele opera com velocidade do rotor de 3.500RPM e solicita corrente de 25A. Sabendo que o rotor dissipa potência de 400W, que a resistência da armadura é de 0,20Ω/fase e que a potência dissipada pelo núcleo é desprezível, determine o escorregamento, em percentual, desse motor. Questão 5Resposta a. 1,7%. b. 8,8%. c. 2,9%. O escorregamento pode ser dado como a razão entre a potência do rotor e a potência do entreferro: s=ProtorPentreferroJá a potência do entreferro é dada pela diferença entre a potência de entrada e a potência dissipada pelo estator e pelo núcleo:Pentreferro=Pentrada−Pestator−Pnucleo=3VLILcosθ−3IL2RLPentreferro=3VLILcosθ−3IL2RL=3(380 V)(25A)(0,85)−3(25A)2(0,2Ω)Pentreferro=13,61kWAssim, o escorregamento pode ser determinado: s=ProtorPentreferro=400W13,61kW∴s=0,029−2,9 d. 4,4%. e. 5,9%. Feedback A resposta correta é: 2,9%. Em uma marcenaria existem várias máquinas que utilizam motores como forma de transformar energia elétrica em mecânica. O trabalho será feito com três delas: uma serra circular de 10cv, um compressor de ar de 25cv (partindo em alívio) e um exaustor de 1,5cv. Quais tipos de partida são recomendados para cada uma das cargas, respectivamente? Questão 1Resposta a. Estrela-triângulo, estrela-triângulo e direta. Tanto a serra circular quanto o compressor de ar partindo em alívio são elementos que partem a vazio; portanto, recomenda-se estrela-triângulo. Já o exaustor tem potência baixa, e pode ser utilizada uma partida direta. É importante atentar à escolha das partidas. Partidas estrela-triângulo e compensadas se tornam atrativas para motores com conjugados de partida e potências elevadas. A partida compensada se torna interessante quando é necessário aplicar conjugado na partida. Já a partida direta apresenta corrente de partida elevada, portanto é indicada para motores com potências menores. b. Direta, estrela-triângulo e direta. c. Compensadora, estrela-triângulo e direta. d. Estrela-triângulo, compensadora e direta. e. Estrela-triângulo, estrela-triângulo e compensadora. Feedback A resposta correta é: Estrela-triângulo, estrela-triângulo e direta. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em um aviário, foi solicitada a instalação de um exaustor para controle de aeração e temperatura interna. O local de instalação tem rede trifásica de 380V/60Hz. O motor a ser utilizado será de 50cv e apresenta os seguintes dados de placa: In: 71,6A Ip/In: 6,5 Entre as partidas estrela-triângulo e compensadora, qual é a mais indicada para esse caso? Para esse caso, calcule as correntes em K1, K2 e K3. (Caso escolha compensadora, utilizar TAP de 50%.) Questão 2Resposta a. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 41,53A; K2: Ie ≥ 12,1A; K3: Ie ≥ 41,53,63A. b. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 41,53A; K2: Ie ≥ 41,53A; K3: Ie ≥ 23,63A. Para esse tipo de aplicação, utiliza-se partida estrela-triângulo, pois a serra circular parte a vazio. Para K1 e K2, tem-se que: Ie ≥ 0,58*In Ie ≥ 41,53A Para K3: Ie ≥ 0,33*In Ie ≥ 23,63A c. Partida compensadora, K1: Ie ≥ 41,53A; K2: Ie ≥ 25,53A; K3: Ie ≥ 12,25A. d. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 23,63A; K2: Ie ≥ 41,53A; K3: Ie ≥ 23,63A. e. Partida compensadora, K1: Ie ≥ 71,6,53A; K2: Ie ≥ 41,53A; K3: Ie ≥ 23,63A. Feedback A resposta correta é: Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 41,53A; K2: Ie ≥ 41,53A; K3: Ie ≥ 23,63A. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em uma piscicultura são utilizadas bombas de água submersas para fazer a troca de água em açudes. Tais bombas normalmente são utilizadas para jogar água de um ponto mais baixo para um ponto mais alto, o que deve enfrentar uma coluna d’água na partida de seu motor. Considere uma bomba de água de 60cv trifásica, 220V/60Hz. Dados da placa do motor: In: 158,9A Ip/In: 8 Entre as partidas estrela-triângulo e compensadora, qual é a mais indicada para esse caso? Calcule a corrente para o dimensionamento do relé de sobrecarga e a corrente de partida do motor para o dimensionamento do fusível. (Caso escolha compensadora, utilizar TAP de 65%.) Questão 3Resposta a. Partida compensada, Ie ≥ 158,9A e Ip' ≥ 537,1. Para esse tipo de aplicação, utiliza-se partida compensada, pois a bomba vai partir sob carga. Para dimensionar o relé de sobrecarga, utiliza-se: Ie ≥ In Ie ≥158,9A Para dimensionar os fusíveis, sabe-se que a corrente de partida se reduz na ordem da configuração do TAP central. Logo: Ip' ≥ k2*Ip Ip' ≥ 0,652*8*158,9 Ip' ≥ 537,1PRÓXIMA b. Partida compensada, Ie ≥ 158,9A e Ip' ≥ 451,3. c. Partida estrela-triângulo, Ie ≥ 148,9A e Ip' ≥ 537,1. d. Partida estrela-triângulo, Ie ≥ 178,9A e Ip' ≥ 637,1. e. Partida compensada, Ie ≥ 79,4A e Ip' ≥ 537,1. Feedback A resposta correta é: Partida compensada, Ie ≥ 158,9A e Ip' ≥ 537,1. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Na planta de uma indústria alimentícia, foi solicitada a instalação de uma serra circular para cortar rapadura. A indústria tem tensão de alimentação trifásica de 380V/60Hz. O motor a ser utilizado será de 100cv e apresenta os seguintes dados de placa: In: 134,5A Ip/In: 8,2 Entre as partidas estrela-triângulo e compensadora, qual é a mais indicada para esse caso? Calcule qual deverá ser a corrente para o dimensionamento do relé de sobrecorrente nessa aplicação. (Caso escolha compensadora, utilizar TAP de 70%.) Questão 4Resposta a. Partida compensadora. Ie ≥ 108A. b. Partida estrela-triângulo. Ie ≥ 65A. c. Partida estrela-triângulo. Ie ≥ 78A. Para esse tipo de aplicação, utiliza-se partida estrela-triângulo, pois a serra circula parte a vazio. Para calcular o relé de sobrecarga em uma partida estrela-triângulo, tem-se: Ie ≥ 0,58*In Ie ≥ 78A d. Partida compensadora. Ie ≥ 78A. e. Partida estrela-triângulo. Ie ≥ 45A. Feedback A resposta correta é: Partida estrela-triângulo. Ie ≥ 78A. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em um canteiro de obras, é comum a utilização de elevadores para elevar materiais, como tijolos, cimento, entre outros, para os pavimentos superiores. Um engenheiro civil solicitou a instalação de um elevador de carga cujo motor tem potência de 30CV trifásico, 220V/60Hz. Dados da placa do motor: In: 77,1A Ip/In: 8 Entre as partidas estrela-triângulo e compensadora, qual é a mais indicada para esse caso? Para esse caso, calcule as correntes em K1, K2 e K3. (Caso escolha compensadora, utilizar TAP de 80%.) Questão 5Resposta a. Partida compensada, K1: Ie ≥ 68,1A; K2: Ie ≥ 53,4A; K3: Ie ≥ 25,45A. b. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 77,1A; K2: Ie ≥ 77,1A; K3: Ie ≥ 12,34A. c. Partida compensada, K1: Ie ≥ 77,1A; K2: Ie ≥ 49,3A; K3: Ie ≥ 12,34A. Para esse tipo de aplicação, utiliza-se partida compensada, pois a bomba vai partir sob carga. Para K1, tem-se: Ie ≥ 77,1A Para K2, utiliza-se a configuração do TAP central: Ie ≥ K2*In Ie ≥ 49,3A Para K3: Ie ≥ (K-K2)*In Ie ≥ 12,34A d. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 102,3A; K2: Ie ≥ 49,3A; K3: Ie ≥ 12,34A. e. Partida estrela-triângulo, K1: Ie ≥ 49,3A; K2: Ie ≥ 49,3A; K3: Ie ≥ 12,34A. Feedback A resposta correta é: Partida compensada, K1: Ie ≥ 77,1A; K2: Ie ≥ 49,3A; K3: Ie ≥ 12,34A. 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 13,25Ω 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 60Hz. Questão 1Resposta a. Capacitor de partida: 10,25uF; capacitorpermanente: 3uF. b. Capacitor de partida: 170uF; capacitor permanente: 30uF. c. Capacitor de partida: 10uF; capacitor permanente: 3,25uF. d. Capacitor de partida: 30uF; capacitor permanente: 170uF. e. Capacitor de partida: 160uF; capacitor permanente: 40uF. A capacitância total durante a partida deverá compensar integralmente a reatância indutiva. Logo, Xc = XL = 13,25Ω. 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 Feedback A resposta correta é: Capacitor de partida: 160uF; capacitor permanente: 40uF. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 2Resposta a. Desgaste das bobinas do estator. b. O baixo torque de partida. c. Desgaste das escovas. As escovas feitas de carvão são consumidas com o tempo devido ao atrito com os comutadores. No motor universal, a situação é agravada pelo faiscamento 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. d. A necessidade de capacitor de partida. e. As perdas no núcleo. Feedback A resposta correta é: Desgaste das escovas. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 3Resposta a. Motor universal. O motor universal pode ser pequeno e oferecer grande torque durante a partida, mas aquece mais devido às perdas no núcleo. Porém, as operações de curto período garantem a refrigeração adequada. Em todos os casos, motores de indução serão maiores, inadequados para situações de partidas repetitivas independentemente da configuração utilizada para maximizar o torque inicial. b. Motor de indução com capacitor simples. c. Motor de indução com fase dividida. d. Motor de indução com partida manual. e. Motor de indução com capacitor duplo. Feedback A resposta correta é: Motor universal. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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, identifique suas partes. Questão 4Resposta a. 1 - anéis de curto; 2 - núcleo; 3 - condutores. 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. b. 1 - enrolamento auxiliar; 2 - núcleo; 3 - enrolamento principal. c. 1 - anéis de curto; 2 - núcleo; 3 - comutadores. d. 1 - estator; 2 - rotor; 3 - bobinas. e. 1 - enrolamento principal; 2 - núcleo; 3 - enrolamento auxiliar. Feedback A resposta correta é: 1 - anéis de curto; 2 - núcleo; 3 - condutores. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 5Resposta a. Sim; mas será necessário inverter um conjunto de bobinas do principal e outro do auxiliar. b. Sim; basta inverter qualquer um dos terminais, trocando fase pelo neutro, e vice-versa. c. Não; motores de seis terminais têm sentido único de rotação. d. Não; motores monofásicos têm sentido único de rotação. e. Sim; invertendo a ligação do enrolamento auxiliar. Motores com bobina auxiliar podem inverter o sentido de rotação invertendo a polaridade de suas bobinas e criando um campo girante em sentido oposto ao anterior. Seguindo a terminologia padrão desse tipo de motor, os quatro primeiros terminais dizem respeito às bobinas do enrolamento principal, enquanto as bobinas 5 e 6, ao enrolamento auxiliar que pode ser invertido. Os motores com seis terminais não podem alterar de qualquer maneira a polaridade das bobinas do principal. Feedback A resposta correta é: Sim; invertendo a ligação do enrolamento auxiliar. 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? Questão 1Resposta a. 600rpm. b. 1.200rpm. c. 1.800rpm. O motor síncrono não tem escorregamento; logo, sua velocidade será a mesma da velocidade do campo: Vs = 120.f/p Onde: f é a frequência, e p, o número de polos. Conforme a imagem, cada fase tem quatro saliências; logo, são quatro polos para cada fase. Vs = 120.60/4 = 1.800rpm. d. 2.400rpm. e. 3.600rpm. Feedback A resposta correta é: 1.800rpm. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Ao sair do repouso, um motor elétrico pode exigir da fonte de alimentação corrente superior a seis vezes a corrente nominal de operação. Essa situação exige que o circuito seja superdimensionado para sua partida. Qual das alternativas a seguir reduz a corrente de partida sem afetar o comportamento em operação nominal? Questão 2Resposta a. Partida em estrela e mudança de fechamento para triângulo. O uso da resistência limitaria a corrente de partida, mas também a velocidade nominal de operação. O fechamento em estrela não alimenta as bobinas com a tensão da fonte, mas reduz a corrente. Já o fechamento em triângulo não afetaria a operação nominal, mas manteria o problema de corrente de partida elevada. A solução seria a mudança de fechamento, partindo o motor no fechamento estrela, em baixa corrente, e posteriormente alterando o fechamento para o modo triângulo, já em movimento e necessitando de menos corrente. b. Partida em triângulo e mudança de fechamento para estrela. c. Resistência em série com as bobinas. d. Fechamento em estrela. e. Fechamento em triângulo. Feedback A resposta correta é: Partida em estrela e mudança de fechamento para triângulo. Questão 3 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 3Resposta a. Correntes de Foucault dos motores. b. Análise de corrente alternada necessária somente aos motores. c. O entreferro presente nos motores. d. Correntes parasitas dos motores. e. A inexistência, no motor, de um componente equivalente ao secundário do transformador. Os motores apresentam entreferro considerável, já que não é possível existir um núcleo único devido ao movimento do rotor. Com isso, os fluxos de dispersão não podem ser desprezados. Mesmo assim, os motores podem ser avaliadoscomo um transformador, em que o primário é equivalente aos enrolamentos do estator, e o secundário, às bobinas do rotor. Em ambos os casos, haverá correntes de Foucault e parasitas; a corrente alternada também é natural nas duas aplicações, principalmente em motores de indução e transformadores, uma vez que a tensão só será induzida se houver um campo variante e, portanto, uma corrente alternada. Feedback A resposta correta é: O entreferro presente nos motores. Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 4Resposta a. 955rpm. b. 855rpm. A velocidade síncrona é determinada por: Vs = 120.f/p Vs = 120.60/8 = 900rpm O escorregamento diminuirá a velocidade do rotor, conforme: e = (Vs-Vr)/Vs Onde: e é o índice de escorregamento, Vs é a velocidade síncrona, e Vr é a velocidade real. -Vr = Vs.e-Vs -Vr = 900.0,05 - 900 -Vr = 45 - 900 Vr = 855rpm. c. 1.710rpm. d. 900rpm. e. 945rpm. Feedback A resposta correta é: 855rpm. Questão 5 Incorreto Atingiu 0,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão 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? Questão 5Resposta a. A tensão de fase seria reduzida. b. A corrente de partida seria maior com a contatora R. Ao se inverterem duas fases de alimentação, o campo girante muda de direção e, assim, também mudará a rotação do motor. Não há nenhuma mudança de fechamento; consequentemente, não haveria nenhuma mudança de corrente ou tensão nas respectivas bobinas. c. O sentido de rotação seria alterado. d. A corrente de partida seria maior com a contatora F. e. Ocorre mudança de fechamento comum na partida de motores elétricos trifásicos. Feedback A resposta correta é: O sentido de rotação seria alterado. É comum encontrar, nos dias atuais, dispositivos que fazem controle de conjugado e torque em máquinas elétricas por meio de um método de controle definido como tensão/frequência. Indique a estratégia de controle e o motor adequado à metodologia de controle tensão/frequência. Questão 1Resposta a. Excitação independente em motor CC. b. Excitação composta em motor CC. c. Inversor de frequência com motor de indução. Em motores de indução, são utilizados inversores de frequência para realizar o controle de velocidade. Eles fazem controle de tensão e frequência, de forma a manterem o torque das máquinas quando reduzem a velocidade delas. d. Excitação paralela em motor bobinado. e. Excitação independente em motor gaiola de esquilo. Feedback A resposta correta é: Inversor de frequência com motor de indução. Questão 2 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Um elevador de carga é utilizado em uma obra para transportar material para o topo de um edifício. Um engenheiro, com o auxílio de um tacômetro, mediu a velocidade do motor com o elevador sem carga e teve o valor de 995rpm. Em seguida, o engenheiro fez uma nova medição de velocidade, mas agora com o motor conectado ao sistema do elevador com carga máxima, e obteve o valor de 975rpm. Sabendo que esse motor é de 50Hz, qual é o valor de escorregamento do motor a plena carga? Questão 2Resposta a. 1,9%. b. 2,5%. Primeiro, calcula-se a quantidade de polos do motor: polos=120∗50995≈6,03 Sabe-se, então, que é um motor de seis polos, e agora pode-se calcular sua velocidade:Ns=120∗506=1000RPMO valor do escorregamento pode ser obtido por meio de:s=1000−9751000∗100=2,5 É importante atentar que o motor, mesmo funcionando a vazio, não vai apresentar a velocidade síncrona em seu eixo. Por isso, é necessário fazer os cálculos conforme o número de polos do motor. c. 2,8%. d. 2,01%. e. 2,3%. Feedback A resposta correta é: 2,5%. Questão 3 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em uma fábrica de colchões, foi elaborado um método para testar a densidade do colchão utilizando-se uma esteira rolante. Para a esteira rolante se movimentar, é necessário utilizar um motor de ímã permanente de 24V e 350W e com os seguintes parâmetros: resistência de armadura = 97mΩ; velocidade a vazio = 3580rpm; e corrente a vazio = 0,47A. Qual será a constante de conjugado Km desse motor? Questão 3Resposta a. 63,9mV/(rad/s). Primeiro, calcula-se a velocidade angular do motor: ωm,vz=nvz(π30)=374,9rad/s Agora, calcula-se a tensão na armadura:Ea,vz=Va−Ia,vzRa=24VLogo, a constante de conjugado será: Km=Ea,vzωm,vz=63,9mVrad/s b. 73,9mV/(rad/s). c. 65,8mV/(rad/s). d. 24,5mV/(rad/s). e. 53,9mV/(rad/s). Feedback A resposta correta é: 63,9mV/(rad/s). Questão 4 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Para acionar um braço mecânico, um engenheiro utiliza um motor de indução trifásico de 5,5kW – 380V – 50Hz – 11,5A – 1466r/min, que apresenta rendimento nominal de 87% e a característica mecânica que relaciona o torque com seu escorregamento pela seguinte equação: T=518,573∗s14,814∗s2+0,292∗s+0,315 Qual é o conjugado máximo dessa máquina? Questão 4Resposta a. 105,50N.m. b. 45,12N.m. c. 33,63N.m. d. 0N.m. e. 112,43N.m. Para descobrir o escorregamento para o conjugado máximo, basta resolver a seguinte equação: dTds=0Dessa forma, obtém-se: s=0,1458 Por fim, encontra-se o conjugado substituindo-se o escorregamento encontrado na equação: T=518,573∗0,145814,814∗0,14582+0,292∗0,1458+0,315=112,43N.m Feedback A resposta correta é: 112,43N.m. Questão 5 Correto Atingiu 2,0 de 2,0 Marcar questão Texto da questão Em uma usina hidrelétrica, foi solicitado um motor para abrir as comportas para o vertedouro. Para isso, um engenheiro utiliza um motor de indução trifásico de 8,6kW – 460V – 60Hz – 15A – 3509r/min, que apresenta rendimento nominal de 80% e a característica mecânica que relaciona o torque com seu escorregamento pela seguinte equação:T=300,51∗s12,15∗s2+0,102∗s+0,452 Qual é o conjugado de partida desse motor? Questão 5Resposta a. 23,65N.m. No momento de partida, o conjugado é máximo, ou seja, s = 1. Portanto: T=300,51∗112,15∗12+0,102∗1+0,452=23,65N.m b. 0N.m. c. 43,2N.m. d. 300,51N.m. e. 2N.m. Feedback A resposta correta é: 23,65N.m. Uma máquina elétrica é um dispositivo capaz de converter energia mecânica em energia elétrica (gerador) ou energia elétrica em energia mecânica (motor). O transformador também pode ser considerado uma máquina elétrica, pois é capaz de alterar os níveis de tensão e corrente em sistemas de energia elétrica CA (DEL TORO, 1994). Em relação ao princípio de funcionamento das máquinas elétricas, analise as afirmativas a seguir: I – Um motor elétrico tem seu funcionamento baseado no fato de que um fio condutor de corrente, na presença de um campo magnético, é submetido a uma força mecânica. II – Um gerador elétrico tem seu funcionamento baseado no fato de que um fio se movendo, na presença de um campo magnético, é submetido a uma tensão induzida. III – Um transformador tem seu funcionamento baseado no fato de que um campo magnético variável no tempo induzirá uma tensão em uma bobina se o campo passar através dessa bobina. Está correto o que se afirma em: Questão 1Resposta a. I e II. b. I, II e III. A primeira alternativa é verdadeira,