7.4 Explique o conceito de graus elétricos. Como o ângulo elétrico da tensão de um condutor de rotor está relacionado com o ângulo mecânico do eixo da máquina?

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que são graus elétricos e como o ângulo elétrico de tensão num condutor do rotor se relaciona com o ângulo mecânico do eixo da máquina. O conteúdo envolve máquinas elétricas síncronas ou de indução e a conversão entre a posição mecânica do rotor (em graus mecânicos) e a posição elétrica (em graus elétricos).

Passo 2

Graus elétricos são uma medida angular que conta o avanço da forma de onda senoidal de tensão ou corrente. Uma volta completa de 360\circ elétricos corresponde a um ciclo completo de sinal (ou seja, uma oscilação senoidal completa, 2\pi rad). Isso independe do movimento físico do rotor.

Passo 3

Graus mecânicos medem a rotação física do eixo do rotor. Uma volta completa do eixo corresponde a 360^\circ mecânicos. Se a máquina tiver p pares de polos, cada rotação mecânica faz com que os enrolamentos vejam p ciclos elétricos.

Passo 4

A relação entre ângulo elétrico \theta_{e} e ângulo mecânico \theta_{m} é
\theta_{e} = p \,\theta_{m}.
Aqui, \theta_{m} e \theta_{e} devem estar na mesma unidade (por ex., graus). Isso significa que, para cada 360^\circ mecânicos, o circuito elétrico “avança” p\cdot 360^\circ elétricos.

Passo 5

No caso da tensão em um condutor de rotor, o ângulo elétrico da tensão induzida naquele condutor é exatamente \theta_{e}. Como o rotor gira mecanicamente \theta_{m}, o condutor experimenta um deslocamento de fase na tensão proporcional a p\,\theta_{m}.

Resposta

Graus elétricos contam ciclos de sinal senoidal, onde 360^\circ elétricos =1 ciclo. A relação com o ângulo mecânico do rotor é
\theta_{e} = p\,\theta_{m},
sendo p o número de pares de polos da máquina.