Exemplo 2
Uma armadura duplex com enrolamento imbricado é usada em uma máquina CC de seis polos com seis conjuntos de escovas, cada uma abrangendo dois segmentos de comutador. Há 72 bobinas na armadura, cada uma com 12 espiras. O fluxo por polo da máquina é 0,039 \mathrm{~Wb} e ela está girando a 400 rpm.
(c) Quantos caminhos de corrente haveria nessa máquina se a armadura fosse do tipo ondulado simples?

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede (não vou resolver nada ainda):
  • Foi dada uma armadura do tipo duplex com enrolamento imbricado (lap) numa máquina CC com P=6 polos.
  • 72 bobinas na armadura, cada uma com 12 espiras (esses números existem mas não serão necessários para a resposta desta parte).
  • A máquina está girando a 400\\ \text{rpm} e o fluxo por polo é \Phi=0,039\\ \mathrm{Wb} (também não são necessários aqui).
  • O enunciado pergunta, na parte (c): “Quantos caminhos de corrente haveria nessa máquina se a armadura fosse do tipo ondulado simples?” — ou seja, se o enrolamento fosse simplex wave (ondulado simples), quantos caminhos de corrente em paralelo existirão?

Passo 2

Entender o que significa “caminhos de corrente” (paralelos) e a regra geral:
  • Em uma armadura de máquina CC, os “caminhos de corrente” (vou denotar por A) são os circuitos elétricos em paralelo formados pelas conexões dos terminais dos enrolamentos ao comutador/escovas. Cada caminho recebe uma fração da corrente total de armadura.
  • O número A depende do tipo de enrolamento:
    • Para enrolamento lap (imbricado) simples: A = P.
    • Para enrolamento lap duplex: A = 2P.
    • Para enrolamento wave (ondulado) simples: A = 2.
    • Para enrolamento wave duplex: A = 4.
  • Aqui P é o número de polos da máquina. Essas são regras padrão de máquinas CC; explico por quê no próximo passo.

Passo 3

Pequena intuição (didática) sobre por que essas fórmulas aparecem — sem derivação técnica longa, só a ideia:
  • No lap winding, as conexões formam tantas ranhuras paralelas quantos são os polos: para simplex cada polo cria um caminho paralelo, daí A=P. No duplex lap cada caminho é duplicado, daí A=2P.
  • No wave winding, o enrolamento é feito de forma que as bobinas se encadeiam em série em volta da armadura formando duas “correntes longitudinais” que chegam às escovas opostas — por isso, independentemente de P, o número de caminhos em um wave simplex é A=2. No wave duplex essas duas correntes são duplicadas para A=4.
  • Em resumo: wave-simplex sempre dá 2 caminhos (a menos que o enrolamento tenha mais passos de paralelismo explícitos), lap-simplex dá P, etc.

Passo 4

Aplicando ao caso específico:
  • O enunciado pergunta pelo caso “ondulado simples” (wave simplex). Pelo item didático acima, para wave simplex vale
A = 2.
  • Esse resultado independe do número de polos P. Mesmo com P=6, para ondulado simples ainda são dois caminhos de corrente em paralelo.

Passo 5

Verificação rápida por contraste (para fixar a ideia): como a máquina original era “duplex com enrolamento imbricado (lap duplex)” e P=6, se fosse lap duplex teríamos
A = 2P = 2\cdot 6 = 12
caminhos. Já no caso pedido (ondulado simples) isso muda para apenas
A = 2.
Isso mostra como o tipo de enrolamento altera fortemente o número de caminhos de corrente.

Resposta

2 caminhos de corrente.

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