Um gerador com excitação composta curta, 75 kW, 250 V, tem os seguintes dados:
R a =0,06 Omega; Rshunt =125 Omega; Rserie =0,04 Omega. Calcule a tensão induzida na armadura para carga nominal e tensão terminal nominal. Considere 2 V a queda de tensão total no contacto das escovas.

Passo 1

O enunciado trata de um gerador de excitação composta curta, com potência nominal de 75,kW e tensão terminal nominal de 250,V. São dadas as resistências do circuito: resistência de armadura Ra=0,06,Omega, resistência de campo shunt Rsh=125,Omega e resistência de campo série Rs=0,04,Omega. Também há 2,V de queda total no contato das escovas. Para encontrar a tensão induzida na armadura Ea em carga nominal, vamos usar a lei de Kirchhoff de tensões no circuito série interno (armadura + campo série + escovas) e calcular antes as correntes envolvidas.

Passo 2

Calcule as correntes de carga e do campo shunt:
A corrente de carga é
IL = 75,kW250,V = 300,A
A corrente no enrolamento shunt é
Ish = 250,V125,Omega = 2,A
Em conexão composta curta, o ramo shunt está em paralelo apenas com a armadura, sem passar pelo campo série, de modo que a corrente que circula por Ra e por Rs é igual à corrente de carga:
Ia = Is = IL = 300,A

Passo 3

Aplique Kirchhoff ao circuito interno, somando as quedas em Ra, em Rs e nas escovas, e iguale à tensão gerada Ea:
Ea = Vt + Ia,Ra + Is,Rs + Vescovas
Como Ia=Is, podemos agrupar:
Ea = Vt + Ia,(Ra+Rs) + 2,V

Passo 4

Substituindo os valores numéricos:
Ea = 250 + 300cdot(0,06 + 0,04) + 2 = 250 + 300cdot0,10 + 2 = 250 + 30 + 2 = 282,V

Resposta

Tensão induzida na armadura em carga nominal: Ea = 282,V.
Tensão terminal nominal: Vt = 250,V.

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