Desenhe o circuito equivalente com os parâmetros elétricos (nomes) e a carga, do gerador de corrente continua shunt longo.
Passo 1
O que o enunciado pede: desenhar o circuito equivalente de um gerador de corrente contínua composto no arranjo “shunt longo” (long‑shunt), indicando os parâmetros elétricos (nomes) e a carga.
Informações relevantes que devem aparecer no desenho (vou listar tudo que preciso representar):
Informações relevantes que devem aparecer no desenho (vou listar tudo que preciso representar):
- Fonte de força eletromotriz do enrolamento de armadura
(ou ). - Resistência interna da armadura ).
- Enrolamento de campo em série (resistência) ).
- Enrolamento de campo shunt (paralelo) ).
- Carga externa
(a carga do gerador). - Tensões e correntes principais: tensão de terminais
, corrente de armadura , corrente de carga , corrente do shunt .
Não vou resolver valores numéricos — só desenhar e explicar o circuito equivalente com os nomes e relações entre as grandezas.
Passo 2
Breve explicação do que é “shunt longo” (didática rápida e prática):
- Em um gerador composto, existe um enrolamento de campo em série (
) e outro em derivação (shunt, ). - No arranjo “long‑shunt” a bobina shunt (
) está ligada aos terminais externos do gerador (ou seja, em paralelo com a combinação série formada pela armadura e o enrolamento série e a própria carga). Isso significa que o shunt vê a tensão de terminais . - Consequência prática: a corrente do shunt
= e a corrente de armadura atravessa o enrolamento série antes de chegar aos terminais, e no terminal positivo essa corrente se divide entre e .
Passo 3
Desenho em forma textual (circuito equivalente) com os parâmetros nomeados e a carga.
Vou mostrar o traçado principal e as etiquetas das grandezas. Todos os símbolos elétricos escritos com seus nomes entre parênteses:
Vou mostrar o traçado principal e as etiquetas das grandezas. Todos os símbolos elétricos escritos com seus nomes entre parênteses:
(−) — [
] — [
] — [
] — (+) Terminal
| |
| ±-- to — (−)
| |
| ±-- to — (−)
|___________________________________|
| |
| ±-- to
| |
| ±-- to
|___________________________________|
Agora, em forma um pouco mais organizada (linha a linha), com setas de corrente:
(−) ── (retorno comum) ──┐
│
└─ [ ] ─ [
] ─ [
] ─ (+) Terminal
│
├─ → [
] → (−)
│
└─ → [
] → (−)
│
└─ [
│
├─
│
└─
Etiquetas importantes no desenho:
- Gerador: tensão interna (fem)
(ou ). - Resistências em série:
(armadura) e (campo série). - Resistência em paralelo (shunt):
conectada entre os terminais (+) e (−). - Carga:
conectada entre os terminais (+) e (−). - Correntes:
passa por , e (mesma corrente em ambos); na saída do a corrente se divide: .
Passo 4
Explicação das grandezas e das equações que ligam os parâmetros (para você poder usar isso em prova):
- Relação de correntes no nó do terminal positivo (lei de Kirchhoff das correntes):
Aqui
é a corrente que sai da armadura e atravessa
;
é a corrente que vai para a carga
;
é a corrente pelo campo shunt
.
- Tensões nos ramos paralelos (tensão de terminais):
Ou seja, a tensão de terminais
aparece tanto na carga quanto no shunt.
- Equação de tensão interna (KVL no circuito interno desde o polo + até o polo − atravessando a armadura e campos):
(escrevi
porque a corrente do série
é igual a
). Se houver queda de escovas ou outros elementos internos, somam-se aqui.
- Se você quiser isolar
em função de e correntes:
- Para calcular correntes em prova: primeiro relaciona
com e (pela equação do item 2), usa e depois aplica a equação do item 3 para fechar o sistema. Em muitos exercícios o problema dá , , , e , e aí você resolve as equações simultâneas para obter e correntes.
Passo 5
Dicas práticas para a hora da prova — passo a passo de como usar o circuito equivalente se te pedirem calcular tensões ou correntes:
- Identifique a configuração long‑shunt e escreva que
e . - Use
. - Substitua
na KVL interna . - Isso dá uma equação única em
; resolva para . Depois calcule e .
Exemplo simbólico rápido: substituindoem temos
Fatorando
obtém-se uma equação do tipo
que permite resolver
.
Resposta
(−) ── [
] ─ [
] ─ [
] ─ (+) Terminal
│
├─ → [
] → (−)
└─ → [
] → (−)
│
├─
└─
Parâmetros e relações principais: