EXEMPLO 7-4 Um gerador CC de 12 polos tem uma armadura simplex com enrolamento ondulado contendo 144 bobinas de 10 espiras cada. A resistência de cada espira é
. Seu fluxo por polo é
e ele está girando com uma velocidade de 200 rpm .
(a) Quantos caminhos de corrente há nessa máquina?
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá (peguei estes dados do enunciado):
- Número de polos:
. - Armadura do tipo simplex com enrolamento ondulado (ou seja, simplex wave).
- Número de bobinas:
(cada bobina com espiras). - Resistência de cada espira:
. - Fluxo por polo:
. - Velocidade:
.
O enunciado pergunta (apenas a parte (a) foi enviada):
(a) Quantos caminhos de corrente há nessa máquina?
(a) Quantos caminhos de corrente há nessa máquina?
Passo 2
O que significa “caminhos de corrente” aqui?
- Em uma máquina de corrente contínua, os caminhos de corrente (às vezes chamados de “ramificações” ou “parallel paths”) são os circuitos eletricamente paralelos que existem entre os dois brushes (escovas). A corrente total que sai do coletor se divide igualmente (idealmente) entre esses caminhos paralelos.
- Saber o número de caminhos é importante porque afeta a corrente por caminho, a resistência eficaz da armadura e a tensão/corrente de saída.
Passo 3
Tipos básicos de enrolamento e como eles determinam o número de caminhos:
- Enrolamento do tipo lap (ligação em “lap”): para um enrolamento simplex lap, o número de caminhos de corrente é igual ao número de polos. Em fórmula:
- Enrolamento do tipo wave (enrolamento ondulado): para um enrolamento simplex wave, o número de caminhos de corrente é sempre dois, independente do número de polos (desde que seja simplex). Em fórmula:
- Observação: existem versões duplex (duplo) desses enrolamentos; por exemplo, duplex wave tem
. Mas aqui o enunciado diz explicitamente “armadura simplex” e “enrolamento ondulado”, então aplicamos a regra simplex-wave.
Passo 4
Intuição por trás da regra do enrolamento ondulado (didática, sem pular etapas):
- Num enrolamento ondulado (wave), as bobinas são ligadas de tal forma que, seguindo a sequência de conexões ao redor do coletor, as bobinas se conectam em série por todo o perímetro da armadura até voltar ao ponto inicial, formando duas sequências intercaladas. Isso resulta em duas correntes paralelas que atravessam o conjunto de espiras; por isso, independentemente de quantos polos existam, a estrutura de conexões produz exatamente dois caminhos paralelos quando o enrolamento é simplex.
- Portanto o número de polos
, o número de bobinas ou o número de espiras por bobina não muda a regra básica: para simplex wave, .
Passo 5
Aplicando ao caso dado:
- O enunciado especifica “armadura simplex com enrolamento ondulado”. Então usamos a regra do passo anterior:
Passo 6
Comentário prático rápido (para a prova):
- Se o enunciado tivesse dito “enrolamento lap simplex”, a resposta teria sido
. - Sempre leia bem se é “simplex” ou “duplex” e se é “lap” ou “wave”: isso decide a fórmula direta para
.