Máquinas Elétricas

Calcule o campo magnético a 10 cm de um fio condutor percorrido por uma corrente de 2 A. RESPOSTA A 10 cm do condutor, o comprimento da amperiana é 2πr = 2π 0,1. Portanto, aplicando a Lei de Ampère para o problema em questão, temos: H · 2 · π · 0,1 = 2 ⇒ H = 10 A/m Calcule a relutância do circuito magnético apresentado na Figura 7. RESPOSTA φ = B A = μH A/l Figura 7 – Circuito magnético 1. Considere dois condutores retilíneos A e B paralelos, espaçados entre si por uma distância de 3 m. Esses condutores são percorridos por uma corrente de 100 A que entra no plano da página, conforme mostra a Figura 16. A intensidade do campo magnético no ponto P, em A/m, é: A) 50/π e aponta para o sentido negativo do eixo y. B) 50/π e aponta para o sentido positivo do eixo y. C) 25/π e aponta para o sentido negativo do eixo y. D) 25/π e aponta para o sentido positivo do eixo y. E) 25/π e aponta para o sentido negativo do eixo x. 2. Para as condições de operação do exercício (1) e considerando que os condutores estejam no ar, o módulo da força induzida no condutor B, em N, por unidade de comprimento é, aproximadamente: A) 2,10 -6 B) 6,10 -6 C) 13,10 -6 D) 222,10 -6 E) 666,10 -6 3. A Figura 17 mostra um circuito magnético que possui um gap tem área da seção transversal igual a 100 cm2. O comprimento médio do material ferromagnético é L1 = 30 cm, e o comprimento do gap é L2 = 0,1 cm. Considerando que o circuito tem 1000 espiras e que a permeabilidade magnética do material ferromagnético é muito maior do que a do ar, a corrente, em kA, necessária para produzir um fluxo magnético de 2 Wb é, aproximadamente: A) 320 B) 160 C) 80 D) 40 E) 20 4. A Figura 18 mostra uma espira de comprimento igual a 20 cm, imersa em uma região do espaço com densidade de campo magnético igual a 40 T. Sabendo que o raio da espira é 5 cm e sua velocidade angular é 8 rad/s e θ = 150°, a tensão induzida no lado da espira indicado no ponto A é, aproximadamente: A) 2,7 V, apontando para fora do plano da página. B) 2,7 V, apontando para dentro do plano da página. C) 32 V, apontando para fora do plano da página. D) 64 V, apontando para dentro do plano da página. E) 64 V, apontando para fora do plano da página. 5. Considere um circuito magnético com área da seção transversal igual a 50 cm2 e comprimento do circuito magnético igual a 20 cm. A sua relação Ø × F (Aesp) é apresentada na Figura 19. A permeabilidade magnética não saturada do material é: A) 2 B) 4 C) 8 D) 16 E) 32 6. Considere que a corrente aplicada no circuito magnético seja i(t) = 0,1 sen (t) [A]. O número máximo de espiras que o circuito magnético poderá ter para não atingir a saturação é: A) 100 B) 300 C) 500 D) 700 E) 900 1. Um condutor de 3 metros de comprimento se desloca a uma velocidade de 5 m/s, em uma região do espaço submetida a uma densidade de campo magnético de 10 T, que forma um ângulo de 30° com a horizontal, conforme figura a seguir. Diante do exposto, determine a tensão induzida, aproximadamente, em volts, no interior do condutor: A) 75 (apontando para dentro da página) B) 75 (apontando para fora da página) C) 150 (apontando para fora da página) D) 130 (apontando para fora da página) E) 130 (apontando para dentro da página) 2. A Figura abaixo mostra um condutor de 4 m de comprimento, percorrido por uma corrente i(t) = 10sen(2t) A, imerso em uma região do espaço que possui uma densidade de campo magnético dada por B(t) = 0,5sen(4t) T. Para a força induzida no condutor em t=2s, o módulo da força F, em N, é aproximadamente: A) 7,57 B) 9,85 C) 15,14 D) 19,45 E) 20,30 2. Considerando o sistema em regime permanente, a velocidade final da barra, em m/s, é: A) 0 B) 4 C) 8 D) 16 E) 32 A máquina linear apresentada na Figura 29 e os dados a seguir são referentes aos exercícios de 1 a 6 desta seção. Tensão da bateria: Vb = 100 V Resistência: R = 5 Ω Espaçamento entre os trilhos: L = 0,5 m B = 25 T Massa da barra: m = 2 kg 1. Considere que a barra esteja em repouso e a chave S é fechada em t = 0. Para um passo de iteração Δt = 1 ms, a velocidade da barra, ao final do primeiro passo de interação, em m/s, é: A) 0,100 B) 0,125 C) 0,250 D) 0,375 E) 0,500 3. Considere que, após a partida sem carga, uma força de 10 N seja aplicada na barra no sentido negativo do eixo x. Considerando um passo de iteração Δt = 1ms, a corrente no circuito, em mA, ao final do segundo passo de interação, é aproximadamente: A) 12,3 B) 12,5 C) 24,8 D) 25,4 E) 25,9 4. A tensão induzida na barra em regime permanente, em V, para a condição de operação do problema 3, é: A) 104 B) 100 C) 96 D) 92 E) 88 5. Considere que, após a partida sem carga, uma força de 20 N seja aplicada na barra no sentido negativo do eixo x. Considerando um passo de iteração Δt = 1 ms, a potência dissipada no resistor R ao final do segundo passo de iteração, em mW, é aproximadamente: A) 11,4 B) 10,0 C) 12,5 D) 13,9 E) 9,5 6. Em regime permanente, para a condição do problema 5, pode-se afirmar que a barra: A) Fornece uma potência de 76,8 W. B) Consome uma potência de 160,0 W. C) Fornece uma potência de 160,0 W. D) Fornece uma potência de 172,8 W. E) Consome uma potência 172,8 W. 1. Considere a máquina linear operando em regime permanente na condição em vazio. O efeito imediato da inversão do sentido do campo magnético na velocidade da barra é: A) A barra continuará seu deslocamento na direção e sentido original. B) A tensão induzida na barra será zero. C) A corrente na barra será zero. D) A barra acelerará na direção e sentido original. E) A barra freará. 2. Observando o efeito obtido no exercício de atividade 1, qual é a aplicação direta que você identifica na inversão do campo magnético da máquina linear? A) Diminuir a tensão induzida na barra. B) Zerar a corrente na barra. C) Frear a barra. D) Acelerar a barra. E) Manter a corrente na barra constante. 2. Um gerador síncrono é submetido a um aumento de carga, ou seja, de sua corrente de linha, mantendo-se constante o fator de potência. Considerando que, ao longo da variação da corrente de armadura, a velocidade e a corrente de campo permaneceram constantes, podemos concluir que: A) tensãõ induzida do gerador diminuiu para atender essa nova carga. B) A tensão induzida do gerador aumentou para atender essa nova carga. C) O ângulo de carga δ diminuirá. D) A tensão terminal da carga aumenta. E) O ângulo de carga δ aumentará. Use a curva de magnetização da Figura 33 nos exercícios deste módulo. Figura 33 – Curva de magnetização do gerador síncrono (1800 rpm). 1. Considere um gerador trifásico de 8 polos e que opera na frequência de 50 Hz. A velocidade do gerador, em rad/s, é: A) 900 B) 750 C) 1500π D) 750π E) 25π 4. A regulação de tensão percentual do gerador do exercício 3 é, aproximadamente: A) 4,5 B) 5,2 C) 5,9 D) 6,2 E) 7,3 2. A curva de magnetização de um gerador síncrono é mostrada na Figura 33, e seu circuito de campo é indicado na figura a seguir: Sabendo-se que a tensão terminal em vazio é 18 kV, o valor de R_adj em Ω, é: A) 0 B) 5 C) 10 D) 15 E) 20 3. Um gerador síncrono ligado em Y alimenta uma carga com tensão terminal de 15 kV, potência de 5 MVA e fator de potência 0,8 (indutivo). Para as condições dadas e considerando a curva de magnetização da Figura 33, o módulo da tensão induzida do gerador, em kV, é aproximadamente: A) 8,1 B) 8,4 C) 9,0 D) 9,3 E) 9,7