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Conversão de Energia

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Num sistema de armazenamento sem perdas, a energia magnética armazenada é uma função de estado. Ou seja, ela é determinada somente pelas variáveis independentes de estado, fluxo concatenado e posição da armadura móvel do dispositivo constituído por esse sistema.
Com base nessa informação, pode-se afirmar que
A na expressão da força mecânica em função da energia magnética armazenada, a posição da armadura móvel do dispositivo é considerada constante.
B a força magnética não pode ser expressa em função da corrente.
C quando a corrente no dispositivo é expressa em função da energia magnética armazenada, o fluxo concatenado é considerado constante.
D da expressão da energia armazenada no campo magnético, em função do fluxo concatenado e da posição da armadura móvel do dispositivo, pode-se encontrar a força mecânica. Você assinalou essa alternativa (D)
E na expressão da força magnética, a energia magnética armazenada deve ser uma função do fluxo concatenado e da corrente no dispostivo.

Progresso com Exercícios

há 11 meses

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Aplo 1 - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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Respostas

Ed

há 11 meses

Vamos analisar as alternativas uma a uma, considerando a informação sobre a energia magnética armazenada e suas variáveis. A) "Na expressão da força mecânica em função da energia magnética armazenada, a posição da armadura móvel do dispositivo é considerada constante." - Isso não é correto, pois a posição da armadura pode variar e influenciar a força. B) "A força magnética não pode ser expressa em função da corrente." - Isso também não é correto, pois a força magnética pode sim ser expressa em função da corrente. C) "Quando a corrente no dispositivo é expressa em função da energia magnética armazenada, o fluxo concatenado é considerado constante." - Isso não é necessariamente verdade, pois o fluxo pode variar com a corrente. D) "Da expressão da energia armazenada no campo magnético, em função do fluxo concatenado e da posição da armadura móvel do dispositivo, pode-se encontrar a força mecânica." - Esta alternativa está correta, pois a energia armazenada está relacionada à força mecânica. E) "Na expressão da força magnética, a energia magnética armazenada deve ser uma função do fluxo concatenado e da corrente no dispositivo." - Embora a energia magnética possa depender do fluxo e da corrente, a afirmação não é tão direta quanto a alternativa D. Portanto, a alternativa correta é a D. Você assinalou a alternativa correta!

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Aplo 1 - CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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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
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. Você assinalou essa alternativa (C)
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.

Os dispositivos de conversão de energia operam como um meio de acoplamento entre sistemas elétricos e mecânicos. Assim, as forças e conjugados produzidos nesses dispositivos são funções das variáveis dos terminais elétricos e do deslocamento mecânico.
Com base nessas informações, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. As perdas nesses dispositivos são atribuídas aos elementos magnéticos que representam o seu sistema de conversão de energia.
II. Na determinação das forças e conjugados, os sistemas de conversão de energia são considerados conservativos.
A As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
B As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. Você assinalou essa alternativa (B)
C A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
E As asserções I e II são falsas.

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. Você assinalou essa alternativa (D)
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. Você assinalou essa alternativa (D)
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. Você assinalou essa alternativa (D)
E I, II e III.

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. Você assinalou essa alternativa (B)
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.

Segundo Umans (2014), as técnicas de cálculo detalhado de forças que atuam sobre os materiais magnéticos são extremamente complexas. Entretanto, a maioria dos dispositivos de conversão eletromecânica de energia é construída com estruturas rígidas, indeformáveis. Assim, a força líquida, ou o conjugado, que atua sobre o componente móvel desse dispositvos determina o seu desempenho.
Considerando essas informações, pode-se afirmar que o método da energia
A fornece um resultado específico, baseado na primeira lei da termodinâmica.
B quando empregado em sistemas isolados, não permite o acompanhamento do fluxo líquido de energia.
C é a técnica utilizada no cálculo de forças e conjugados magnéticos nos dispositivos de conversão eletromecânica de energia. Você assinalou essa alternativa (C)
D exige a determinação da distribuição interna de forças nos dispositivos de conversão eletromecânica de energia.
E não pode ser utilizado na análise do funcionamento das máquinas rotativas.

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. Você assinalou essa alternativa (B)
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.

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. Você assinalou essa alternativa (B)
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.