Um motor síncrono opera com meia carga e um aumento em sua corrente de campo provoca um decréscimo na sua corrente de armadura. Nessa situação, a corrente de armadura está adiantada ou atrasada em relação à tensão nominal? Justifique sua resposta.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um motor síncrono operando com meia carga. Quando a corrente de campo aumenta, observamos que a corrente de armadura diminui. A pergunta é: nessa situação, a corrente de armadura está adiantada ou atrasada em relação à tensão nominal? Para resolver isso, vamos precisar entender como funciona um motor síncrono, o papel da corrente de campo e da corrente de armadura, além de conceitos de fator de potência.
Passo 2
Primeiro, vamos falar um pouco sobre motor síncrono. Esse tipo de motor funciona em sincronia com a frequência da rede elétrica, ou seja, sua rotação está diretamente ligada à frequência da tensão aplicada. Ele possui dois circuitos principais: o circuito de campo (ou estator) e o circuito de armadura (ou rotor).
A corrente de campo é responsável por criar o campo magnético no estator, que interage com o campo magnético do rotor para produzir torque. Já a corrente de armadura é a corrente que circula no circuito do rotor.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o fator de potência (FP). O fator de potência é uma medida que indica a eficiência com que a energia elétrica é convertida em trabalho útil. Ele é definido como o cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente:
Onde:
-
é o ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente. - Se
for positivo, a corrente está atrasada em relação à tensão (fator de potência indutivo). - Se
for negativo, a corrente está adiantada em relação à tensão (fator de potência capacitivo).
Passo 4
Em um motor síncrono, ao aumentar a corrente de campo, estamos aumentando a excitação do motor. Isso faz com que o motor opere com um fator de potência mais capacitivo (mais adiantado). Como resultado, a corrente de armadura diminui porque o motor está fornecendo energia reativa ao sistema, melhorando o fator de potência.
Isso ocorre porque, com maior excitação, o motor reduz a sua corrente de armadura para manter o equilíbrio entre os campos magnéticos do estator e do rotor.
Passo 5
Portanto, se ao aumentar a corrente de campo conseguimos diminuir a corrente de armadura, isso indica que a corrente de armadura está adiantada em relação à tensão nominal. Isso confirma que o motor está operando com um fator de potência capacitivo.
Resposta
A corrente de armadura está adiantada em relação à tensão nominal.