Lista de Exercícios Equipamentos Elétricos 1 - Espiras Rotativas e Máquinas CC

Lista de Exercícios Equipamentos Elétricos 1 A seguinte informação é dada a respeito da espira rotativa simples da Figura 1 𝑟 025 𝑚 𝑙 05 𝑚 𝑅 04 Ω 𝐵 040 𝑇 𝑉𝐵 48 𝑉 𝜔 500 𝑟𝑎𝑑𝑠 a Essa máquina está operando como motor ou gerador Explique b Qual é o valor da corrente 𝑖 que está entrando ou saindo da máquina Qual é a potência que está entrando ou saindo da máquina c Se a velocidade do rotor fosse alterada para 550 rads que aconteceria à corrente que está entrando ou saindo da máquina d Se a velocidade do rotor fosse alterada para 450 rads que aconteceria à corrente que está entrando ou saindo da máquina Figura 1 2 Prove que a equação da tensão induzida em uma única espira girante 𝑒𝑖𝑛𝑑 2 𝜋 𝜙 𝜔𝑚 é apenas um caso especial da equação geral da tensão induzida de uma máquina CC real 𝐸𝐴 𝐾 𝜙 𝜔𝑚 3 Uma máquina CC real tem oito polos e uma corrente nominal de 120 A Quanta corrente circulará em cada caminho nas condições nominais se a armadura tiver a enrolamento imbricado simplex b enrolamento imbricado duplex c enrolamento ondulado simplex 4 Quantos caminhos paralelos de corrente haverá na armadura de uma máquina de 20 polos se a armadura tiver a enrolamento imbricado simplex b enrolamento ondulado duplex c enrolamento imbricado triplex d enrolamento ondulado quadruplex 5 A potência convertida de uma forma para outra dentro de um motor CC real é dada como 𝑃𝑐𝑜𝑛𝑣 𝐸𝐴𝐼𝐴 𝜏𝑖𝑛𝑑𝜔𝑚 Use as equações de 𝐸𝐴 e do 𝜏𝑖𝑛𝑑 para provar que 𝐸𝐴𝐼𝐴 𝜏𝑖𝑛𝑑𝜔𝑚 isto é demonstre que a potência elétrica que desaparece no ponto da conversão de potência é exatamente igual à potência mecânica que surge nesse ponto 6 Uma máquina CC real 4 polos enrolamento imbricado simples possui 728 condutores e gira a 1800 rpm O fluxo por polo é 30 mWb a Calcule a tensão induzida na armadura da máquina b Se o enrolamento dessa máquina for ondulado qual a tensão induzida na armadura 7 A armadura do problema 6 é projetada para uma corrente de linha máxima de 100 A a Qual a corrente máxima suportada por cada caminho b Qual a máxima potência desenvolvida pela armadura c Caso a armadura dessa máquina fosse reenrolada na forma ondulada a potência desenvolvida variaria d Calcule o conjugado eletromagnético desenvolvido pela armadura 8 Uma máquina CC tem o enrolamento da armadura ondulado simples 4 polos 11 bobinas e 16 espiras por bobina Se a tensão induzida na armadura é 480 V a 1200 rpm determine o fluxo magnético por polo 9 Um gerador CC 4 polos enrolamento imbricado simplex 16 bobinas e 10 espiras por bobina gira a 650 rpm Se o diâmetro interno da máquina é de 42 cm se seu comprimento axial é de 28 cm e cada polo corresponde a um ângulo de 60º determine a densidade de fluxo magnético sabendo que essa máquina possui uma tensão na armadura de 252 V uma porção da máquina é mostrada na figura 2 Figura 2 10 Um gerador CC de oito polos 25 kW e 120 V tem uma armadura de enrolamento imbricado duplex contendo 64 bobinas de 10 espiras cada uma Sua velocidade nominal é 3600 rpm a Quanto fluxo por polo é necessário para produzir a tensão nominal nesse gerador em condições sem carga a vazio b Qual é a corrente por caminho na armadura do gerador em condições de carga nominal c Qual é o conjugado induzido nessa máquina em condições de carga nominal 11 Um pequeno motor CC de dois polos com enrolamento ondulado simples seis bobinas no rotor e 4 espiras por bobina possui um fluxo por polo de 0006 Wb a Se esse motor for ligado a uma bateria de 12 V CC de um automóvel qual será a velocidade do motor a vazio b Se o motor receber uma carga tal que consuma 600 W da bateria qual será o conjugado induzido do motor Ignore a resistência interna do motor Repostas 1 a eind 50 V Gerador b i 50 A saindo da máquina P 250 W c i 175 A saindo da máquina d i 75 A entrando na máquina 2 Demonstração 3 a I 15 A b i 75 A c i 60 A 4 a a 20 b a 4 c a 60 d a 8 5 Demonstração 6 a EA 6552 V b EA 13104 V 7 a i 25 A b P 6552 kW c não varia P 6552 kW d τind 34749 Nm 8 Φ 34 mWb 9 B 118 T 10 a Φ 312 mWb b i 13 A c τind 6631 Nm 11 a η 2500 rpm b τind 229 Nm