Um gerador shunt,
, possui
. Se ele opera com tensão nominal, despreze a queda no contato da escova e calcule:
A tensão induzida a plena carga;
A tensão induzida a plena carga;
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma coisa só.
Dados fornecidos:
Observação do enunciado: desprezar a queda no contato das escovas.
Pergunta: Calcular a tensão induzida a plena carga (ou seja, a força eletromotriz interna
quando o gerador está entregando
à tensão terminal nominal).
Passo 2
Entendendo o que é a tensão induzida
e a relação com as correntes:
- A tensão induzida
(também chamada de f.e.m. interna) é a tensão gerada pelo enrolamento do rotor antes de sofrer as quedas ôhmicas internas. - A tensão terminal
é a tensão disponível nos terminais do gerador, já com as quedas internas subtraídas ou somadas conforme o sentido das correntes. - No gerador de corrente contínua shunt, a corrente do armadura
fornece tanto a corrente de carga quanto a corrente de excitação . Logo:
- A queda de tensão dentro da armadura é
. Negligenciando queda nas escovas, a relação entre , e a queda na armadura é:
Explicação do sinal: como o gerador precisa gerar uma f.e.m. maior que a tensão terminal para suprir a queda interna, somamos
a
.
Passo 3
Calcular a corrente de excitação
. A corrente do campo shunt é dada por
, porque o enrolamento de campo está ligado aos terminais:
Fazendo a conta:
Passo 4
Calcular a corrente de carga
. A potência entregue é
(ignorando perdas além da queda
tratada depois), então:
Fazendo a divisão:
Passo 5
Calcular a corrente de armadura
somando
e
:
Arredondando convenientemente para cálculos manuais, podemos usar
.
Passo 6
Calcular a queda de tensão na resistência do armadura:
Fazendo a multiplicação:
Passo 7
Agora aplicamos a relação para achar a tensão induzida
:
Arredondando para duas casas decimais: