Questão 5
Um gerador de corrente contínua com auto-excitação em derivação de
é acionado a 1000 rpm . A resistência de armadura é
e a corrente de campo é de (
) A para a tensão e carga nominais. As perdas rotacionais são conhecidas como iguais a (
) W. Pede-se:
a) Explique com suas palavras a necessidade da auto-excitação em geradores de corrente contínua e como é possível magnetizar o enrolamento de campo neste caso.
b) Calcule a força eletromotriz de armadura (
).
c) O torque desenvolvido.
d) O rendimento.
e) A regulação de tensão, sabendo que a tensão a vazio é igual a 268 V .
a) Explique com suas palavras a necessidade da auto-excitação em geradores de corrente contínua e como é possível magnetizar o enrolamento de campo neste caso.
b) Calcule a força eletromotriz de armadura (
c) O torque desenvolvido.
d) O rendimento.
e) A regulação de tensão, sabendo que a tensão a vazio é igual a 268 V .
Passo 1
O enunciado descreve um gerador CC em derivação de
e
, girando a
. A resistência de armadura é
, a corrente de campo em carga nominal é
e as perdas rotacionais são
(a) A auto‐excitação é necessária porque, ao ligar pela primeira vez, não há campo magnético residual suficiente para gerar tensão. Usando esse campo residual inicial, passa‐se corrente pelo enrolamento de campo em derivação, reforçando o fluxo magnético até a tensão de regime. Em outras palavras, o próprio gerador fornece a tensão de excitação, aumentando o fluxo até estabilizar na tensão nominal.
Passo 2
Calculamos a corrente de carga e a corrente de armadura. A potência de saída é
e a tensão terminal
, logo a corrente de carga é
Como o campo está em derivação, a corrente de armadura é
Passo 3
A força eletromotriz de armadura
é dada pela queda na armadura mais a tensão do terminal:
Substituindo
Passo 4
O torque desenvolvido
vem da potência eletromecânica desenvolvida dividida pela velocidade angular. A potência interna gerada é
e a velocidade angular vale
Logo
Passo 5
Para o rendimento
consideramos perdas de cobre na armadura e perdas rotacionais (ignorando perdas de campo por falta de
). Assim
O rendimento é
Passo 6
A regulação de tensão é dada por
Resposta
a) A auto‐excitação aproveita o campo residual para iniciar uma corrente no enrolamento de campo em derivação, o que aumenta o fluxo magnético e estabiliza a tensão de saída no valor nominal.
b)
c)
d)
e)