Um gerador shunt,
, possui
. Se ele opera com tensão nominal, despreze a queda no contato da escova e calcule:
A tensão induzida a meia carga.
A tensão induzida a meia carga.
Passo 1
O enunciado dá um gerador shunt com as seguintes informações:
Pede-se: a tensão induzida (fem) quando o gerador opera à meia carga (ou seja, potência de saída igual à metade da nominal). Foi dito para desprezar a queda na escova.
Informações relevantes listadas:
Informações relevantes listadas:
Não foi fornecida figura adicional, portanto usaremos a teoria padrão de gerador shunt.
Passo 2
Conceito importante e fórmula a usar: num gerador de corrente contínua do tipo shunt, a fem induzida
(também chamada tensão gerada) relaciona-se com a tensão terminal
e a queda ôhmica no circuito do indutor (armadura) por:
onde
é a tensão induzida (fem) em volts,
é a tensão terminal (aquela entregada à carga) em volts,
é a corrente de armadura em ampères,
é a resistência do circuito de armadura em ohms.
Explicação física curta e útil: o gerador deve produzir uma fem que vença a tensão na carga (terminal)
mais a queda interna
. Desprezando queda de escovas, a expressão acima vale diretamente.
Explicação física curta e útil: o gerador deve produzir uma fem
Passo 3
Precisamos calcular
. Em um gerador shunt, a armadura fornece tanto a corrente da carga quanto a corrente do campo (shunt). Assim:
Vamos achar cada parcela.
Passo 4
Corrente de campo (pego diretamente da resistência do campo ligada aos terminais): a corrente do enrolamento de campo é
Substituindo os números:
Como
, temos exatamente
Passo 5
Corrente de carga à meia carga: a corrente fornecida à carga é a potência de saída dividida pela tensão terminal:
Fazendo a divisão:
Então
Passo 6
Agora a corrente de armadura:
Passo 7
Queda ôhmica na armadura:
Para multiplicar por
é o mesmo que dividir por
:
Passo 8
Finalmente, aplicar a fórmula da fem induzida:
Arredondando de forma prática para duas casas decimais:
Dica para prova: calcule primeiro
(normalmente pequeno), some a corrente de carga e multiplique por
. Em geradores shunt com
grande,
é pequeno e a conta fica rápida.