Responda as questões abaixo:
g) Para um dado valor de corrente de carga, qual é o efeito do aumento da velocidade da máquina primária na tensão terminal de:
i. Um gerador shunt
ii. Um gerador composto cumulativo.
iii. Um gerador hipocomposto.
iv. Um gerador composto diferencial.
g) Para um dado valor de corrente de carga, qual é o efeito do aumento da velocidade da máquina primária na tensão terminal de:
i. Um gerador shunt
ii. Um gerador composto cumulativo.
iii. Um gerador hipocomposto.
iv. Um gerador composto diferencial.
Passo 1
Vamos resolver a questão que pergunta: Para um dado valor de corrente de carga, qual é o efeito do aumento da velocidade da máquina primária na tensão terminal de diferentes tipos de geradores?
Aqui, estamos lidando com o conteúdo de Máquinas Elétricas, especificamente Geradores. Para resolver, vamos precisar entender como a velocidade da máquina afeta a tensão terminal em diferentes configurações de geradores: shunt, composto cumulativo, hipocomposto e composto diferencial.
Passo 2
Primeiro, é importante lembrar que a tensão induzida em um gerador (E) é dada pela fórmula:
Onde:
-
é uma constante dependendo da construção do gerador, -
é a velocidade de rotação, -
é o fluxo magnético.
Isso significa que, se aumentarmos a velocidade (
), a tensão induzida (
) também aumenta, assumindo que o fluxo magnético (
) permanece constante.
Passo 3
Agora, vamos analisar como essa mudança na tensão induzida afeta a tensão terminal (
) em diferentes tipos de geradores, considerando uma carga constante.
i. Gerador Shunt
No gerador shunt, a resistência do campo está em paralelo com a carga. Quando a velocidade aumenta:
- A tensão induzida (
) aumenta. - A corrente de campo (
) tende a diminuir devido ao aumento de . - Como
(onde é a corrente de carga e é a resistência interna), se aumenta e permanece constante, a tensão terminal ( ) também aumenta.
ii. Gerador Composto Cumulativo
No gerador composto cumulativo, as resistências do campo e do derivador estão em série com a corrente de carga, reforçando-se mutuamente. Quando a velocidade aumenta:
- A tensão induzida (
) aumenta. - A tensão de campo também aumenta devido ao aumento de
. - A tensão terminal (
) aumenta mais do que proporcionalmente porque tanto quanto a tensão de campo reforçam o aumento.
iii. Gerador Hipocomposto
No gerador hipocomposto, a resistência do derivador é menor que a do campo, de modo que o efeito do derivador reduz o aumento da tensão de campo. Quando a velocidade aumenta:
- A tensão induzida (
) aumenta. - A tensão de campo aumenta, mas o derivador limita esse aumento.
- A tensão terminal (
) aumenta, porém de forma menos pronunciada comparado ao gerador cumulativo.
iv. Gerador Composto Diferencial
No gerador composto diferencial, a resistência do derivador é maior que a do campo, o que faz com que o aumento na tensão induzida seja compensado. Quando a velocidade aumenta:
- A tensão induzida (
) aumenta. - A tensão de campo também tenta aumentar, mas a grande resistência do derivador faz com que essa tensão seja parcialmente anulada.
- A tensão terminal (
) permanece praticamente constante ou apresenta um aumento muito pequeno.
Resposta
i. Em um gerador shunt, aumentar a velocidade da máquina primária aumenta a tensão terminal.
ii. Em um gerador composto cumulativo, aumentar a velocidade da máquina primária aumenta a tensão terminal de forma mais pronunciada.
iii. Em um gerador hipocomposto, aumentar a velocidade da máquina primária aumenta a tensão terminal, mas menos que no cumulativo.
iv. Em um gerador composto diferencial, aumentar a velocidade da máquina primária mantém a tensão terminal praticamente constante.
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Responda as questões abaixo:
f) Com relação ao processo de auto-excitação de um gerador shunt, explique todo processo de forma detalhada. Explique também qual a influência da resistência crítica.
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Um dispositivo de medição de corrente simples possui um fio horizontal longo e reto fixo com uma corrente
conhecida fluindo nele. A corrente desconhecida
é conduzida na direção oposta através de um segundo fio paralelo ao primeiro. O segundo fio tem um comprimento finito
e está equilibrado diretamente acima do primeiro, de modo que a força gravitacional sobre ele cancela exatamente a força magnética. Se a distância de equilíbrio entre os fios é
e a massa do segundo fio é
, encontre
em função de
e d.
Determine a potência complexa para os seguintes casos:
(a) (capacitivo)
(b) (adiantado)
© (indutivo)
(d) ,
(indutivo)
(a)
(b)
©
(d)
Obtenha a impedância total para os seguintes casos:
(a) (adiantado),
(b) (indutivo),
©
(a)
(b)
©