o. Você comprou em um leilão um grupo-gerador a diesel
. Sua ideia inicial era retificar (converter para corrente contínua) e/ou usar inversores. Entretanto, os custos destes equipamentos são proibitivos. A sorte é que você é um engenheiro mecânico e pode dar uma solução para gerar 60 Hz , qual é?
Passo 1
Então, vamos começar entendendo o problema. Você comprou um gerador a diesel que fornece 230 V e funciona a 50 Hz. A sua ideia era converter essa energia para corrente contínua usando um retificador ou usar inversores para mudar a frequência para 60 Hz, mas esses equipamentos são muito caros. Como você é um engenheiro mecânico, precisamos encontrar uma solução mais acessível para gerar 60 Hz sem usar esses dispositivos eletrônicos caros.
Conteúdo da matéria: Vamos trabalhar com conceitos de mecânica dos geradores elétricos, especificamente como a frequência da energia elétrica está relacionada à velocidade de rotação do gerador.
O que vamos precisar: Entender a relação entre frequência (Hz) e velocidade de rotação (RPM) em geradores elétricos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como a frequência da energia elétrica está relacionada à velocidade de rotação do gerador. A fórmula que relaciona esses dois fatores é:
Onde:
-
é a frequência em Hertz (Hz), -
é a velocidade de rotação em rotações por minuto (RPM), -
é o número de polos do gerador.
Essa fórmula nos diz que a frequência depende diretamente da velocidade de rotação do gerador e do número de polos que ele possui.
Passo 3
Agora, vamos identificar os valores que temos e o que precisamos descobrir. Sabemos que:
- A frequência atual
é 50 Hz. - Queremos ajustar para uma nova frequência
de 60 Hz. - Vamos supor que o número de polos
do gerador permanece o mesmo.
Usando a fórmula, podemos estabelecer a relação entre as duas situações:
Nossa meta é encontrar a nova velocidade de rotação
que nos dará 60 Hz.
Passo 4
Vamos dividir as duas equações para eliminar
:
Substituindo os valores que temos:
Isso simplifica para:
Isso significa que a nova velocidade
deve ser
vezes a velocidade original
.
Passo 5
Para encontrar
, precisamos conhecer a velocidade original
do gerador a 50 Hz. No entanto, como essa informação não foi fornecida, podemos expressar a solução de forma geral:
Isso significa que para aumentar a frequência de 50 Hz para 60 Hz, você precisa aumentar a velocidade de rotação do gerador em
(ou 20%) da velocidade original.
Resposta
Para gerar 60 Hz com o seu gerador a diesel de 230 V e 50 Hz, você precisa aumentar a velocidade de rotação do gerador em 20%. Isso significa ajustar a rotação para
, onde
é a velocidade original. Essa alteração na velocidade permitirá que o gerador forneça a frequência desejada sem a necessidade de equipamentos eletrônicos caros como retificadores ou inversores.
Exercícios relacionados
- Considere um motor de corrente contínua do tipo excitação independente operando a vazio. Nessa condição o motor consome 15 A e gira a uma velocidade de 1.100 rpm . Os dados de placa indicam:
, corrente nominal de (175+Y) A, queda nas escovas de 1 V , resistência na armadura de 0,05 ohm e no campo de 120 ohm, onde Y é o último algarismo não nulo de sua matrícula. Calcule a potência mecânica desenvolvida pela armadura em meia carga e a eficiência nessa condição, considerando que as perdas de atrito e ventilação são proporcionais a velocidade.
Potência Mecânica. | Eficiência. |
---|---|
- Considere um motor de corrente contínua do tipo derivação operando a vazio. Nessa condição o motor consome 15 A e gira a uma velocidade de 1.100 rpm . Os dados de placa indicam:
, corrente nominal de (165+Y) A, queda nas escovas de 3 V , resistência na armadura de 0,05 ohm e no campo de 120 ohm, onde Y é o último algarismo não nulo de sua matrícula. Calcule a potência mecânica desenvolvida pela armadura em meia carga e a eficiência nessa condição, considerando que as perdas de atrito e ventilação são proporcionais a velocidade.
t. Classifica-se as medidas de proteção em coletiva e individual, qual a diferença? Cite exemplos.