Um gerador shunt,
, possui
. Se ele opera com tensão nominal, despreze a queda no contato da escova e calcule:
a) A tensão induzida a plena carga;
b) A tensão induzida a meia carga.
a) A tensão induzida a plena carga;
b) A tensão induzida a meia carga.
Passo 1
Enunciado e dados fornecidos (o que o problema pede):\n
Temos um gerador shunt com potência nominal e tensão terminal nominal
. As resistências são
(resistência do braço do indutor/armadura) e
(resistência do enrolamento de campo). O enunciado diz para desprezar a queda de tensão nas escovas e que o gerador opera com tensão nominal. Perguntas:\n
a) Calcular a tensão induzida (fem) quando o gerador está à plena carga (potência nominal).\n
b) Calcular a tensão induzida (fem) quando o gerador está à meia carga.\n
Temos um gerador shunt com potência nominal
a) Calcular a tensão induzida (fem)
b) Calcular a tensão induzida (fem)
Passo 2
Modelo e relações fundamentais — explicação didática passo a passo:\n
- Num gerador shunt o enrolamento de campo (f) está ligado em paralelo com os terminais do gerador, portanto a corrente de campo
é dada por \n - A corrente que sai para a carga (corrente de carga) é
. Se a carga consome potência ativa com tensão terminal e assumimos fator de potência unitário (caso usual em exercícios básicos), então \n - A corrente do indutor/armadura
é a soma da corrente que vai para a carga mais a corrente de campo (porque o campo está em paralelo): \n - A fem induzida interna
(também chamada tensão gerada) deve fornecer a tensão terminal mais a queda ôhmica na resistência do armadura. Assim a relação é \n
Por que esse sinal “+”? Pense assim: o gerador cria
; ao percorrer a armadura aparece uma queda
; no terminal sobra
. Logo
precisa ser maior que
em exatamente
.\n
Passo 3
Calcular a corrente de campo
. Usamos
\n
Substituindo os valores fornecidos:
\n
Interpretação: a corrente que alimenta o enrolamento de campo é
. Essa corrente é pequena comparada à corrente de carga, como normalmente ocorre em geradores shunt.\n
Passo 4
Calcular a corrente de carga
à plena carga. Usamos
\n
Substituindo:
\n
Arredondando para duas casas decimais (suficiente para prova):
.\n
Passo 5
Calcular a corrente de armadura
à plena carga usando
\n
Substituindo os valores:
\n
Arredondando:
\n
Passo 6
Calcular a queda ôhmica na armadura
à plena carga. Usamos
\n
Substituindo:
\n
Arredondando:
\n
Passo 7
Calcular a tensão induzida
à plena carga com
\n
Substituindo:
\n
Arredondando para duas casas decimais:
\n
Comentário prático: portanto, para manter nos terminais sob plena carga o gerador deve induzir cerca de
internamente.\n
Comentário prático: portanto, para manter
Passo 8
Agora repetimos o procedimento para meia carga. Primeiro a corrente de carga à meia carga é metade da plena carga:\n
Passo 9
Corrente de armadura à meia carga:\n
Arredondando:
\n
Passo 10
Queda ôhmica na armadura à meia carga:\n
Arredondando:
\n
Passo 11
Tensão induzida
à meia carga:\n
Arredondando:
\n
Resposta
a)
\n
b)
b)