O quê acontece com a diminuição de resistência variável colocada no circuito de campo nos geradores CC com excitação em derivação e em série? É bom ou ruim?

Passo 1

O enunciado pergunta o que ocorre quando diminuímos a resistência variável R_f do circuito de campo em dois tipos de geradores CC: com excitação em derivação (shunt) e em série. O conteúdo é de máquinas elétricas de corrente contínua, focando em como a variação de R_f afeta a corrente de campo, o fluxo magnético \Phi e, consequentemente, a tensão gerada E e a estabilidade da máquina.

Passo 2

No gerador CC com excitação em derivação, o enrolamento de campo está ligado em paralelo com o armadura, e a resistência de campo total é
R_{\text{campo}} = R_f + R_{\text{bobina}}.
Quando diminuímos R_f, a corrente de campo
I_f = \frac{V_{\text{term}}}{R_{\text{campo}}}
aumenta. Como o fluxo \Phi é aproximadamente proporcional a I_f (até a zona de saturação), a fem induzida
E = k\,\Phi\,\omega
cresce, elevando a tensão terminal do gerador. Em carga leve isso pode ser bom, pois compensa quedas de tensão na armadura e melhora a regulação. Mas reduzir demais R_f leva à saturação do núcleo e superaquecimento do enrolamento de campo, além de gerar sobretensão que pode danificar cargas sensíveis.

Passo 3

No gerador CC com excitação em série, o mesmo I do armadura atravessa o enrolamento de campo. A resistência variável R_f serve para limitar essa corrente. Ao diminuir R_f, a corrente total I aumenta, o fluxo \Phi cresce, e a tensão induzida \displaystyle E = k\,\Phi\,\omega também sobe. Porém, aqui há realimentação positiva: quanto maior E, maior a tendência de mais corrente, e assim sucessivamente, levando a uma “excitação crescente” sem controle. Isso é muito perigoso, pois pode causar correntes excessivas, danos ao enrolamento e instabilidade total do gerador.

Resposta

  • Em excitação em derivação: diminuir R_f aumenta I_f, eleva \Phi e a tensão de saída, o que ajuda na regulação até certo ponto, mas, se for reduzido demais, causa saturação e aquecimento — portanto, deve ser controlado com parcimônia.
  • Em excitação em série: diminuir R_f dispara o aumento de corrente e fluxo sem mecanismo de estabilização, gerando risco de sobrecorrente e danos — logo, é ruim e deve ser evitado.

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