Programação O conteúdo elaborado por mim, está dividido em TRÊS partes: 1º Noções sobre eletromagnetismo, e princípios de funcionamento de geradores; 2º.

Programação O conteúdo elaborado por mim, está dividido em TRÊS partes: 1º Noções sobre eletromagnetismo, e princípios de funcionamento de geradores; 2º Principais trechos do cap.9 Geradores; 3º Exercícios Anac.

Eletromagnetismo

Eletromagnetismo O ramo da Física que estuda a interação entre campos elétricos e magnéticos é o eletromagnetismo. O eletromagnetismo analisa o conjunto de fenômenos associados à criação de um campo magnético pela passagem de uma corrente elétrica.

A descoberta da relação entre eletricidade e magnetismo coube ao físico dinamarquês Hans Christian Oersted ( ). Antes dele, no entanto, já havia hipóteses sobre essa relação, motivadas pela coincidência entre os aspectos opostos (na eletricidade, as cargas positivas e negativas; no magnetismo, os polos norte e sul) e pelo fato de que, em ambos os fenômenos, os opostos se atraem e os iguais se repelem.

Vídeo: Oersted Experience

Quando existe corrente elétrica, cria-se um campo magnético perpendicular ao fio, em consequência da circulação da corrente. O campo atua sobre a agulha de uma bússola, que se posiciona de modo a ficar perpendicular ao fio, ou seja, paralela às linhas de força do campo.

Efeito Motor da Indução Eletromagnética
Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica e está imerso em um campo magnético, verifica-se o aparecimento de uma força que atua sobre o condutor. É o chamado Efeito Motor da Indução Eletromagnética, aproveitado em instrumentos elétricos e em motores.

Quando o condutor se move no campo, a corrente induzida cria seu próprio campo magnético que tende a se opor ao campo atravessado, deformando-o.

Mais sobre o Assunto Correntes elétricas criam campos magnéticos.
A orientação das linhas do campo criado pela corrente pode ser prevista pela Regra da Mão Direita. Campos magnéticos também podem induzir correntes em fios.

O fenômeno da indução é dinâmico, isto é, exige movimento.
O fenômeno da indução é aproveitado numa grande quantidade de dispositivos eletroeletrônicos, como dínamos e alternadores. As forças que surgem num condutor percorrido por uma corrente e imerso num campo magnético são a base do funcionamento dos motores elétricos e de muitos instrumentos de medição.

Como saber quando um corpo está eletrizado ou magnetizado?
Campo magnético e campo elétrico são fenômenos distintos. Da mesma forma que um pente atritado não atrai pedaços de metal, um imã não atrai o cabelo ou pedaços de papel.

O que é Ponto Curie? Pierre Curie ( ), químico francês, descobriu que, elevando-se a temperatura de um ímã permanente até certo ponto, ele perde as suas propriedades magnéticas. Essa temperatura, conhecida como Ponto Curie, varia conforme o material de que é feito o ímã.

Exercício 1 - O campo magnético produzido por uma corrente que circula através de um condutor retilíneo é: ( ) a) Paralelo ao condutor. ( ) b) Oblíquo em relação ao condutor. ( ) c) Perpendicular ao condutor. ( ) d) Depende do sentido da corrente.

Exercício 2 - Para que ocorra indução de uma corrente num condutor retilíneo, como deve ser seu movimento dentro de um campo magnético uniforme (linhas paralelas)? ( ) a) Ele deve se movimentar ortogonalmente às linhas do campo. ( ) b) Ele deve se movimentar paralelamente às linhas do campo. ( ) c) Ele deve oscilar paralelamente às linhas do campo. ( ) d) Ele deve ficar parado no campo magnético

Exercício 3 - Envolvendo com a mão direita um condutor percorrido por uma corrente de modo que o dedo polegar corresponda ao sentido da corrente, podemos afirmar que: ( ) a) A tensão gerada tem o sentido dos quatro dedos que envolvem o fio. ( ) b) Os dedos que envolvem o fio têm o sentido oposto ao campo magnético produzido. ( ) c) Os dedos que envolvem o fio têm o mesmo sentido do campo magnético produzido. ( ) d) Os dedos que envolvem o fio ficam perpendiculares ao campo produzido.

Exercício 4 - Em que caso temos a indução de uma tensão maior num condutor em relação a um campo magnético uniforme? ( ) a) Quando o fio se move cortando as linhas do campo. ( ) b) Quando o campo se move e suas linhas cortem o fio. ( ) c) Quando os dois estão estáticos (parados). ( ) d) Quando um se move perpendicularmente em relação ao outro: o campo em relação ao fio ou o fio em relação ao campo.

Exercício 5 - Pela regra da mão direita, que estabelece a relação entre as direções dos vetores da corrente elétrica num fio, do fluxo magnético e da força que tende a movimentar este fio, podemos dizer que: ( ) a) Os três vetores são paralelos. ( ) b) A força é perpendicular ao campo magnético. ( ) c) A corrente é paralela ao campo e a força. ( ) d) Os três vetores são perpendiculares entre si.

Eletroímãs

Funcionamento Um eletroímã começa com uma fonte de energia e fios. Por exemplo, se enrolarmos o fio ao redor de um prego 10 vezes, conectar o fio à uma pilha e trazer uma extremidade do prego perto da bússola, descobriremos que ele exerce um efeito muito maior sobre a bússola. Na verdade, o prego se comporta da mesma maneira que um ímã em barra.

No entanto, o ímã existe somente quando houver corrente fluindo da pilha. Isso é um eletroímã e que este ímã tem a capacidade de içar pequenos objetos de aço como clipes de papel e grampos. Um eletroímã é a base de um motor elétrico.

Digamos que você tenha criado um eletroímã simples enrolando 100 voltas de fio em um prego e conectando os terminais do fio a uma pilha. O prego se transforma em um ímã e tem um polo norte e um polo sul enquanto a bateria estiver conectada. Agora pegamos o eletroímã atravessamos um eixo no meio do prego e o suspendemos no meio de um ímã tipo ferradura.

Ao ligarmos a uma bateria o eletroímã de modo que o polo norte apareça conforme mostrado, a lei básica do magnetismo diz a você o que acontecerá: O polo norte do eletroímã será repelido pelo polo norte do ímã tipo ferradura e atraído pelo polo sul do ímã tipo ferradura. O polo sul do eletroímã será repelido de maneira similar. O prego se moverá metade de uma volta e então parará na posição mostrada.

Mas não é prático ficar trocando ímãs para fazer o eletroímã girar (rotor). Geralmente Mantemos um ímã fixo e invertemos a alimentação do eletroímã, assim que ele completar a volta.

Mais sobre o Assunto O que é um Solenoide?
Um solenoide é mais uma forma de eletroímã. Ele é um tubo eletromagnético geralmente usado para mover linearmente um pedaço de metal. Os solenoides são usados em todos os tipos de lugares, especialmente em travas nos aviões, outro exemplo também é nas travas elétricas de um automóvel.

Motores Elétricos

Funcionamento Quando submetemos um condutor (por exemplo, um pedaço de fio) à influência de um campo magnético e, ao mesmo tempo, à corrente elétrica de uma bateria ou pilha, surge uma força que tende a movimentar o condutor em determinada direção. Este é o princípio de funcionamento dos motores elétricos.

A força presente no condutor depende do sentido da corrente que nele circula e também da orientação das linhas do campo magnético. É possível controlar o movimento de um fio em um campo mudando o sentido da circulação.

A espira é montada em um eixo, ela gira livremente
A espira é montada em um eixo, ela gira livremente. Este conjunto móvel é chamado de rotor. Para que a espira possa ser submetida à corrente sem que seu movimento seja comprometido, dois contatos fazem a ligação entre a fonte de energia e o eixo. Estes contatos são chamados de escovas.

As escovas tem a função de transmitir a corrente ao rotor e, a cada meia volta, inverter o sentido da corrente. O resultado é que a espira permanecerá em movimento, enquanto houver corrente.

O Motor elétrico funciona pelo princípio da repulsão magnética
O Motor elétrico funciona pelo princípio da repulsão magnética. Ao aproximar o polo norte/sul de um ímã ao polo norte/sul de outro ímã, o primeiro irá repelir o segundo.

Motores de Passo É um motor controlado por sinais digitais. A informação é processada para realizar um movimento , os movimentos são controlados através de pulsos, possibilitando o deslocamento por passos. O passo é o < deslocamento angular.

Mais sobre o Assunto A função dos motores elétricos é produzir força mecânica a partir da eletricidade. Quando submetemos um condutor à influência de um campo magnético e a uma corrente elétrica, surge uma força que tende a movimentar o condutor em determinada direção. Motores costumam ser especificados pela sua tensão nominal de operação.

Podemos controlar o movimento de um fio num campo simplesmente mudando o sentido de circulação da corrente. As escovas de um motor elétrico têm a função de transmitir a corrente ao rotor e, a cada meia volta, inverter o sentido da corrente. A rotação de um motor, expressa em rpm, é normalmente especificada sob determinadas condições, como a intensidade da corrente.

As caixas de redução, além de diminuírem a velocidade de rotação do motor, também aumentam sua força, que é medida em torque. O motor de passo é usado em aplicações de precisão e não se destina somente à produção de movimento, mas também ao posicionamento de peças.

Como a corrente varia com a força?
Quando ligamos um motor sem que ele precise fazer força, (em vazio), o consumo de corrente é mínimo e ele roda com a máxima velocidade. Quando o motor precisa fazer força, a corrente aumenta e ao mesmo tempo a velocidade diminui. Nas aplicações práticas, devemos fazer com que o motor rode numa velocidade em que ele tenha o máximo rendimento.

Como podemos testar um motor?
O teste mais simples consiste em se verificar a continuidade da bobina, o que pode ser feito com o multímetro. Outros testes mais complexos envolvem a medida do torque e a medida da intensidade da corrente.

Exercício 1 - A interação entre as bobinas de um motor ou entre as bobinas e os imãs ocorre através de: ( ) a) campos elétricos. ( ) b) correntes induzidas. ( ) c) campos magnéticos. ( ) d) ondas eletromagnéticas.

Exercício 2 - Qual a finalidade das escovas nos motores de corrente contínua? ( ) a) Interromper a corrente. ( ) b) Criar os campos magnéticos que produzem a força que gira o motor. ( ) c) Inverter o sentido da corrente a cada meia volta do motor. ( ) d) Produzir a corrente pulsante que gera a indução das bobinas.

Exercício 3 - O desgaste das escovas de um motor de corrente contínua deve-se a que fator? ( ) a) Passagem de correntes muito intensas. ( ) b) Atrito e produção de faíscas devido à comutação das bobinas. ( ) c) Criação de um forte campo magnético nos contatos. ( ) d) Aquecimento devido a sua resistência elétrica (efeito térmico).

Geradores

Geradores Não podemos obter energia elétrica a partir do nada; ou seja, é preciso converter em energia elétrica, ou alguma outra forma de energia. Para isso, usamos dispositivos denominados geradores.

Força Eletromotriz Um gerador fornece energia elétrica para um receptor. Para isso ele precisa ter uma pressão elétrica entre seus terminais para estabelecer uma corrente elétrica, ou uma ddp medida em volts, essa ddp é denominada Força Eletromotriz ou FEM.

Não existe condutores perfeitos, logo um gerador apresenta uma resistência interna. Na figura esquematizo a estrutura interna do gerador, com sua FEM representada por E e a resistência interna pela letra r.

Veja que um receptor não pode se ligado diretamente na FEM do gerador
Veja que um receptor não pode se ligado diretamente na FEM do gerador. Quando o Gerador repõe as cargas que circulam, retificando-as de um eletrodo e levando-as ao outro, estas cargas sempre precisarão vencer a resistência interna antes de circularem pelo receptor.

Neste trabalho ele despende energia, que se transforma em calor
Neste trabalho ele despende energia, que se transforma em calor. É por este motivo que as pilhas esquentam quando precisam fornecer uma corrente um pouco maior que o normal. Assim existe uma formula, denominada equação do gerador, que determina e energia que ele pode entregar ao receptor em função de sua FEM e resistência interna. E= F.E.M. U=Tensão. r= Resistência Interna Gen. i= Corrente do Ckt

Duas situações limite caracterizam o funcionamento do gerador: ckt aberto e ckt fechado. Diz se que o gerador está na condição de operação de ckt aberto quando ele não está fornecendo energia.

A outra condição extrema que ocorre no funcionamento do gerador é quando ele fornece energia a um receptor cuja resistência é nula.

A corrente de curto-ckt é calculada dividindo- se a FEM pela resistência interna.

Curva Característica Entre as duas condições extremas indicadas, o gerador pode entregar energia a um ckt externo, estabelecendo nele tensões que dependem justamente de sua resistência interna e da resistência externa do ckt alimentado.

É comum que se represente o comportamento dos diversos dispositivos elétricos, como fizemos no caso do resistor, através de gráficos. Com o gráfico, podemos traçar a curva característica do gerador, com base no que vimos até agora.

No eixo vertical (y), marcamos a tensão (U) que o gerador apresenta entre seus polos, nas diversas condições possíveis de funcionamento. No eixo horizontal (x), marcamos as correntes correspondentes (I) que o gerador faz circular pelo circuito alimentado. Sabemos então que, no ponto em que a corrente é zero, a tensão entre os polos é igual à FEM.

Podemos marcar este ponto como E no eixo vertical
Podemos marcar este ponto como E no eixo vertical. Por outro lado, sabemos que, quando a tensão é nula (curto-ckt), a corrente será máxima, ou Io.

Vamos supor que tenhamos um gerador com FEM E= 10 volts e resistência interna de 5 ohms. A corrente de curto-ckt deste gerador será Io= 10/5 = 2 ampères.

Veja que podemos facilmente descobrir pelo gráfico que, quando ele está fornecendo uma corrente de 1 ampère a um ckt externo, a tensão em seus terminais cai para 5 volts.

Lei de Pouillet A Lei de Pouillet, que vamos estudar agora, nos permite calcular exatamente o que ocorre num circuito simples alimentado por um gerador. Chamamos de circuito simples aquele em que circula uma única corrente.

Observe que este ckt tem apenas um gerador, que produz energia elétrica, e um receptor, que converte esta energia elétrica em alguma outra forma de energia. No caso, temos um resistor R, no qual circula apenas uma corrente I.

A Lei de Pouillet estabelece que a corrente (I) neste circuito depende da resistência interna do gerador (r), da resistência do receptor (R) e da força eletromotriz do gerador (E), podendo ser calculada pela seguinte fórmula:

Exemplo: Calcular a corrente que circula no ckt da figura e determinar também a tensão U aplicada ao resistor:

Aplicando a Lei de Pouillet: I= E/(R+r) I= 12/(5+1) I= 12/6 I = 2 ampères Calculando a tensão U U= R*I U= 5*2 U= 10V

Associação de Geradores
Associação em série: As FEM dos geradores somam-se algebricamente e as resistências internas também:

Associação em paralelo: A FEM obtida é igual a FEM de cada gerador: E= E1=E2=E3....etc. Se todos os geradores tiverem a mesma resistência interna, ela será dividida pelo número deles.

Mais sobre o Assunto Na condição de circuito aberto, a tensão nos terminais de um gerador é igual a sua força eletromotriz. Na condição de curto-circuito, a tensão entre os terminais é nula e a corrente máxima. A corrente de curto-circuito é calculada dividindo-se a força eletromotriz pela resistência interna.

A curva característica de um gerador é uma reta.
A curva característica do gerador intercepta o eixo vertical no valor da fem. A curva característica de um gerador intercepta o eixo horizontal no valor da corrente de curto-circuito (Io). A tensão no receptor cai à medida que a intensidade da corrente aumenta.

Exercício U=5-3*0,5 U=5-1,5 U=3,5

Exercício

Exercício 3 - Uma pilha tem os seus polos interligados por um condutor de resistência muito baixa. Nessas condições, circula uma corrente intensa, limitada apenas por sua resistência interna. Esta corrente intensa é denominada: ( ) a) Corrente de carga. ( ) b) Corrente eletromotriz. ( ) c) Corrente de aterramento. ( ) d) Corrente de curto-circuito.

Exercício 4 - Qual é a corrente de curto-circuito de um gerador que tem uma força eletromotriz de 12 volts e uma resistência interna de 2 ohms? ( ) a) 6 ampères ( ) b)12 ampères ( ) c) 24 ampères ( ) d) 48 ampères Io=12/2=6

Exercício 5 - Um gerador de força eletromotriz de 6 volts e resistência interna 2 ohms alimenta um resistor de 4 ohms. Podemos afirmar que a corrente no circuito é: ( ) a) 1 ampère. ( ) b) 2 ampères ( ) c) 3 ampères ( ) d) 8 ampères. I=6/(4+2)=1

Potência e Rendimento A quantidade de energia gerada a cada segundo por um gerador nos permite definir sua potência P, que é medida em watts (W).

Esta energia é dissipada, em forma de calor, na resistência interna do gerador, o que pode ser calculado facilmente a partir da lei de Joule, em função do valor da corrente. Isso significa que nenhum gerador pode ter um rendimento de 100%, porque, na prática, não é possível fabricar geradores com resistência interna nula. Ex.: Um gerador de 10W, mas só consegue entregar 6W para carga. Rendimento= 60%.

Cálculo de Rendimento Conhecendo as Potências: A primeira fórmula que veremos é a que permite calcular o rendimento (η), conhecendo-se a potência total fornecida (Pf) e a potência útil (Pu):

Partindo do Ckt: Outra forma de calcular o rendimento é conhecendo-se o ckt. Tomemos como exemplo o ckt simples da figura:

Deste ckt podemos obter diversas informações importantes, como a FEM (E) do gerador e a tensão que aparece na carga (U). Conforme sabemos, esta tensão é menor que a FEM, porque existe uma perda devido à resistência interna.

Se conhecermos estas duas tensões, podemos calcular o rendimento η do gerador usando a fórmula:
η=U/E

Exercício Pf=5 η=2/5= 0,4*100%=40%
1 - Uma pilha de 1,5 V, com resistência interna r, alimenta um resistor externo R. Neste processo, o resistor externo dissipa 2 watts, enquanto 3 watts são dissipados na resistência interna do gerador (pilha). O rendimento deste gerador é: ( ) a) 66% ( ) b) 40% ( ) c) 60% ( ) d) 80% ( ) e) nenhuma das alternativas anteriores. Pu=2 Pf=5 η=2/5= 0,4*100%=40%

Exercício 2 - Quatro pilhas de 1,5 V de força eletromotriz e resistência interna 0,5 ohms são ligadas em série. O gerador assim obtido tem que características? ( ) a) FEM de 1,5V e resistência interna de 1,25 ohm. ( ) b) FEM de 1,5V e resistência interna de 2 ohms. ( ) c) FEM de 6V e resistência interna de 1,25 ohm. ( ) d) FEM de 6V e resistência interna de 2 ohms. ( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Exercício 3 - Um gerador de FEM E= 10V alimenta uma lâmpada. A lâmpada, ao ser alimentada, fica submetida a uma tensão de 8V. Qual é o rendimento do gerador neste circuito? η=U/E ( ) a) 40% ( ) b) 60% ( ) c) 21% ( ) d) 80% ( ) e) nenhuma das alternativas anteriores. η=8/10=0,8*100%=80%

Receptores

Introdução Os dispositivos que recebem energia elétrica e a convertem em outras formas de energia que não seja exclusivamente energia térmica são denominados receptores. Todos têm em comum um elemento responsável pela conversão da energia elétrica em outra forma de energia (no caso, o movimento) que não a energia térmica.

Rendimento Um motor que converta energia elétrica em outro tipo de energia (luz, movimento, etc.) e, ao realizar essa conversão, ele dissipe calor, significa que não é um dispositivo perfeito de conversão de energia, exatamente como ocorre com os geradores. Uma parte da energia que eles recebem é perdida na forma de calor, gerado na sua resistência interna.

Um motor pode ser considerado um dispositivo que, por meio de uma resistência associada em série, dissipa na forma de calor uma parte da energia que recebe.

O rendimento de um receptor será tanto maior quanto menor for a quantidade de energia perdida dissipada em calor. Podemos então definir o rendimento de um receptor como a relação entre a potência útil (Pu), isto é, a potência que ele efetivamente converte em energia que não seja calor, e a potência que é fornecida (Pf). A fórmula para calcular o rendimento será então:

Se considerarmos o receptor como sendo um dispositivo qualquer em série com uma resistência interna, na qual aparece uma tensão Ui, e que é alimentado por uma tensão U, o rendimento pode ser calculado por:

Força Contra Eletromotriz
No estudo de potência, verificamos que a potência elétrica útil é diretamente proporcional à intensidade de corrente que passa pelo circuito. Dessa forma podemos dizer que nos receptores a relação entre a potência útil e a corrente de um ckt representa uma constante de proporcionalidade E’, a qual chamaremos de força contra eletromotriz F.C.E.M.

A força contra eletromotriz é o fator que mostra o quanto da energia elétrica foi transformada em outra forma de energia diferente da térmica. Por exemplo, ao se impedir a rotação do eixo de um motor, não há transformação de energia elétrica em mecânica, portanto Pu= 0 e E’= 0, ocasionando a queima do motor.

Por que um motor se aquece quando tem de fazer mais força ou é travado?
Quando seguramos o eixo de um motor, ele não consegue mais fazer a conversão de energia elétrica em mecânica de modo eficiente, e a intensidade da corrente aumenta. O resultado é que mais calor é gerado na sua resistência interna e ele se aquece.

A que se deve a resistência interna dos motores?
A resistência interna dos motores deve-se à resistência dos fios que formam suas bobinas. Os motores são feitos com bobinas de fio de cobre que apresentam certa resistência, pois não são condutores perfeitos.

Somente os motores convertem energia elétrica em outra forma de energia que não seja térmica?
Existem diversos outros dispositivos que podem converter energia elétrica em energia mecânica, como, por exemplo, os solenoides. Os solenoides são bobinas que, quando energizadas, puxam ou empurram algum objeto a partir do campo magnético gerado.

O que é o moto-perpétuo? Muitos ainda acreditam que, se ligarmos um motor a um dínamo e o dínamo ao motor, um fará o outro girar e teremos movimento perpétuo, ou seja, a produção de energia sem fim, ou moto-perpétuo. No entanto, a resistência interna tanto do motor quanto do dínamo faz com que o rendimento do sistema não seja de 100%, impossibilitando o moto-perpétuo.

Exercício 1 - A partir da definição dada, em qual dos seguintes casos não temos um receptor? ( ) a) Uma lâmpada ligada a uma bateria. ( ) b) Um motor que recebe energia de uma tomada de força. ( ) c) Uma pilha ligada em série com outra de modo a se obter maior tensão. ( ) d) Um resistor que converte energia elétrica em calor. ( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Exercício Pu=160 Pf=200 η=160/200= 0,8*100%=80%
2 - Um motor converte 160 W de potência em força mecânica, e 40 W em calor, quando em funcionamento. O rendimento deste motor é de: ( ) a) 40% ( ) b) 5% ( ) c) 20% ( ) d) 80% ( ) e) nenhuma das alternativas anteriores. Pu=160 Pf=200 η=160/200= 0,8*100%=80%

Exercício 3 - Nos receptores, a energia elétrica que não é convertida em energia mecânica, luminosa, etc., dissipa-se na resistência interna assumindo qual forma? ( ) a) Energia química voltando ao gerador. ( ) b) Corrente, voltando para o gerador. ( ) c) FCEM, diminuindo a circulação da corrente. ( ) d) Calor, na resistência interna. ( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

2º Parte – Conteúdo Anac Cap. 9

Introdução O gerador que produz CA é chamado de alternador. O gerador que produz CC é chamado de dínamo. A principal diferença entre um alternador e um dínamo é o método usado na ligação com os ckts externos; o alternador é ligado ao ckt externo por anéis coletores, o dínamo é ligado por segmentos coletores.

Principais Partes Carcaça: A carcaça tem duas funções: ela completa o circuito magnético entre os polos, e atua como um suporte mecânico para as outras partes do gerador.

Induzido: O conjunto do induzido consiste de bobinas enroladas em um núcleo de ferro, um coletor e as partes mecânicas associadas. Montado sobre um eixo, ele gira através do campo magnético produzido pelas bobinas de campo. Há, em geral, dois tipos de induzido: tipo anel e tipo tambor.

Coletores: As escovas estão sobrepostas na superfície do coletor, formando contato elétrico entre as bobinas do coletor e o circuito externo. Um fio flexível trançado, de cobre, geralmente chamado de “rabicho”, liga cada escova ao circuito externo.

Escovas: As escovas, são feitas de carvão
Escovas: As escovas, são feitas de carvão. As escovas são ajustáveis, para que sua pressão sobre os coletores possa ser variada e a posição das escovas em relação aos segmentos possa ser ajustada.

Tipos de excitação Geradores CC de excitação em série: O enrolamento do campo de um gerador em série é ligado em série com a carga. As bobinas de campo são compostas de poucas voltas de fio grosso.

Geradores CC de excitação em paralelo: As bobinas de campo de um gerador em paralelo contêm muitas voltas de fio fino: a intensidade magnética é proveniente mais do grande número de voltas do que da intensidade da corrente através das bobinas.

Geradores CC de excitação mista: As bobinas do campo em série são feitas de um número de voltas relativamente pequeno de condutor de cobre grosso de seção transversal, circular ou retangular, e são ligadas em série com o circuito do induzido.

Geradores de três fios Alguns geradores CC, chamados geradores de três fios, são projetados para fornecer 240 ou 120V em relação a um fio neutro. Isto é conseguido pela ligação de uma bobina de reatância, aos lados opostos do coletor, com o neutro ligado ao ponto central da bobina de reatância. Esta bobina de reatância atua como um divisor de voltagem de baixa perda.

Geradores sem escovas Em vez de ter os ímãs numa caixa estática e as bobinas no rotor, podemos colocar os ímãs no rotor e as bobinas no estator. Dessa forma não precisamos de escovas porque a bobina está estática. Agora precisamos encontrar um método de mudar a corrente das bobinas no momento certo, para assegurar que o torque no rotor seja sempre na mesma direção.

Num motor convencional, isso acontece automaticamente pois o comutador atua como um interruptor mecânico. Com um motor sem escovas, precisamos de uma forma para sensorear a posição do rotor, e depois comutar eletronicamente a corrente de forma a que esta vá no sentido adequado através da bobina. Isso é feito com CIs e pequenos condensadores.

Os motores sem escovas podem ser encontrados nos discos rígidos dos leitores de CD e DVD, e em qualquer coisa na qual a eficiência é mais importantes que o preço. Vantagens: Não têm escovas; São simples; São eficientes; As bobinas são fixadas à caixa do motor e assim mais fáceis de refrigerar.

Desvantagens: Requer circuitos electrónicos complementares complexos.

Constant Speed Drive (CSD)
Alguns alternadores são acionados pelo motor através de uma transmissão de velocidade constante (CSD), instalada entre o motor e o alternador. Cada transmissão (CSD) consiste essencialmente em duas unidades hidráulicas, e um diferencial mecânico que efetua a função somatória de velocidades.

Inversores O inversor é usado com a finalidade de transformar uma parte da força CC em CA. Esta CA é usada principalmente nos instrumentos, rádios, radar, iluminação e outros acessórios. Os inversores são construídos para fornecer uma corrente de 400 Hz.

Tipos de motores CC Há três tipos básicos de motores CC: 1- motores em série; 2 motores em paralelo ou SHUNT; 3 motores mistos ou COMPOUND.

Tipos de motores CC Há três tipos básicos de motores CC: 1- motores em série; 2- motores em paralelo ou SHUNT; 3- motores mistos ou COMPOUND.

Inversão do sentido de rotação do motor
Invertendo-se o sentido do fluxo de corrente no rotor ou nos enrolamentos do campo, o sentido da rotação do motor pode ser invertido. Isto inverterá o magnetismo do rotor ou do campo magnético no qual o rotor gira.

Perdas de energia nos motores CC
As perdas ocorrem quando energia elétrica é transformada em energia mecânica (no motor), ou energia mecânica é transformada em energia elétrica (no gerador). As perdas elétricas são classificadas como perdas de cobre e perdas de ferro; as perdas mecânicas ocorrem ao vencer a fricção de várias partes da máquina.

Perdas de cobre: ocorrem quando os elétrons são forçados através dos enrolamentos de cobre do rotor e do campo. Elas são proporcionais ao quadrado da corrente. Às vezes elas são denominadas de perdas I^2 R, visto que elas são decorrentes da energia dissipada em forma de calor na resistência do campo e nos enrolamentos do rotor.

Perdas de ferro: são subdivididas em perda por correntes histereses e correntes parasitas (EDDY). As correntes histereses são provocadas pelo movimento do rotor num campo magnético alternado. Ele torna-se primeiro magnetizado num sentido e depois em outro. O magnetismo residual do ferro ou do aço, do qual o rotor é fabricado, provoca essas perdas.

Sabendo-se que os ímãs de campo são sempre magnetizados num único sentido, eles não têm perdas por histereses. As perdas por correntes parasitas (EDDY) ocorrem porque o núcleo de ferro do rotor é um condutor rotativo num campo magnético. Isto cria uma força eletromotriz através das partes do núcleo provocando um fluxo de corrente no interior do mesmo.

Estas correntes aquecem o núcleo e, se forem excessivas, podem danificar os enrolamentos. Para reduzir a corrente parasita a um mínimo, geralmente usa-se um núcleo laminado. O núcleo laminado é feito de placas de ferro isoladas eletricamente umas das outras. O isolamento entre elas reduz as correntes parasitas, porque ele é transversal ao sentido em que estas correntes tendem a fluir.

Motores CA Devido as suas vantagens, muitos tipos de motores elétricos de aviação são projetados para funcionar com corrente alternada. Em geral, os motores CA são mais econômicos do que os motores CC. Há dois tipos de motores CA usados nos sistemas de avião: motores de indução e motores síncronos.

Os motores de indução são usados onde são requeridos grandes valores de potência. Os motores síncronos trifásicos operam com velocidades síncronas constantes, e são usados para operar sistemas sincronizadores de bússolas e de hélices.

3º Exercícios Anac

Exercícios 1 de 80 Qual a função da escova: a) geração de energia
b) comutação c) transceptora d) coletar energia

Exercícios 2 de 80 Que gerador produz corrente alternada: a) dínamo
b) gerador CC c) multiindicador d) alternador

Exercícios 3 de 80 Gerador que produz corrente continua: a) dínamo
b) gerador CA c) multiindicador d) alternador

Exercícios 4 de 80 Ambos os tipos de geradores (CA e CC) operam pela indução da voltagem CA em bobinas que ocorrem devido: a) variação da quantidade do fluxo magnético b) variação da quantidade e sentido do fluxo magnético que as cortam c) variação do sentido do fluxo magnético d) variação do imã

Exercícios 5 de 80 No gerador sem escovas, como é a comutação?
a) por válvulas eletrônicas b) tedeco plugs c) por díodos d) por CIs

Exercícios 6 de 80 O que acontece quando um condutor corta linhas de força magnética: a) uma voltagem é induzida no condutor b) a voltagem permanente é nula c) uma corrente fica estática d) a resistência desaparece

Exercícios 7 de 80 A intensidade de voltagem induzida no condutor depende: a) da velocidade do condutor no campo magnético b) da intensidade do campo magnético c) as duas anteriores d) largura e comprimento do imã

Exercícios 8 de 80 Quando na rotação espira, atingir um plano horizontal em relação ao campo magnético: a) numero de linhas de força cortada b) voltagem induzida mínima, n° de linhas de força cortada máxima c) n° de linhas de força cortadas são mínimas d) voltagem induzida e n° de linhas de força cortadas são máximas

Exercícios 9 de 80 Por que uma voltagem é chamada de voltagem alternada: a) devido a inversão dos valores positivos e negativos b) devido a colocação dos valores c) devido a inversão dos transitores d) devido a permanência no sentido positivo

Exercícios 10 de 80 No gerador, o que liga os anéis coletores ao ckt externo: a) segmentos coletores b) espiral c) mancal d) escovas de carvão

Exercícios 11 de 80 O induzido é a parte móvel do gerador CC sendo composto por: a) bobina e coletor b) escovas de carvão e coletor c) bobinas e escovas de carvão d) escovas de carvão e segmentos coletores

Exercícios 12 de 80 A geração de uma força eletromotriz (FEM) pela espira móvel num campo magnético é: a) diferente para ambos os geradores (CA- CC) b) igual para gerador CA e diferente para gerador CC c) igual para ambos os geradores (CA – CC) d) diferente para ambos os geradores (CA – CC)

Exercícios 13 de 80 A ação dos segmentos coletores produz no gerador:
a) uma voltagem máxima b) uma voltagem CC c) uma voltagem CA d) uma voltagem mínima

Exercícios 14 de 80 O processo de comutação também é chamado de:
a) processo de retificação b) processo livre c) processo cíclico d) processo antagônico

Exercícios 15 de 80 O processo de inversão também é chamado de:
a) processo de CC para CA b) processo livre c) processo cíclico d) processo antagônico

Exercícios 16 de 80 Processo de comutação consiste:
a) transformação da voltagem CA em aquecimento b) transformação da amperagem CC em elétrons CA c) transformação da voltagem CA em resistência CC d) transformação da voltagem CA em voltagem CC

Exercícios 17 de 80 Que fez com que haja a redução da ondulação (ripple) na voltagem CC: a) aumento da velocidade de rotação b) aumento da força magnética c) aumento do n° de espiras d) aumento da força eletromotriz (FEM)

Exercícios 18 de 80 A voltagem gerada pelo gerador CC básico varia de zero para seu máximo, duas vezes para cada volta da espira, essa variação recebe o nome de: a) magnetização b) ondulação c) percepção d) permutação

Exercícios 19 de 80 Quais as partes principais ou conjuntos de um gerador CC: a) carcaça, induzido, conjunto de escovas b) induzido, imã, conjuntos de escovas c) conjuntos de escovas, campo magnético, induzido d) carcaça, imã, induzido

Exercícios 20 de 80 O que completa o ckt magnético entre os polos, atua como um suporte mecânico para as outras partes do gerador: a) conjunto de escovas b) imã c) carcaça d) induzido

Exercícios 21 de 80 Um gerador CC usa que tipo de imãs ao invés de imãs permanentes: a) imãs colados b) eletroímãs c) espectroimãs d) giroimãs

Exercícios 22 de 80 O que aumentaria grandemente as dimensões físicas do gerador? a) uso de induzido b) uso de carcaça magnética c) uso de eletroímãs d) uso de imãs permanentes

Exercícios 23 de 80 O conjunto do induzido consiste:
a) bobinas enroladas em um circulo de ferro b) coletor c) partes mecânicas associadas d) todas as anteriores

Exercícios 24 de 80 Quais são os dois tipos de induzido:
a) anel e tambor b) tambor e rotor c) rotor e anel d) tambor e estator

Exercícios 25 de 80 Qual o tipo de induzido mais usado atualmente nos geradores: a) anel b) tambor c) rotor d) estator

Exercícios 26 de 80 Está instalado na extremidade do induzido e consiste de segmentos uniformes de cobre estirado: a) tambor b) anel c) coletor d) estator

Exercícios 27 de 80 Quais são os três tipos de geradores CC:
a) série normal, série paralelo b) misto, invertido, rotor c) série, paralelo, série – paralelo d) simples, série , paralelo

Exercícios 28 de 80 Qual o gerador que é projeto para fornecer 240v ou 120v em relação a um fio neutro: a) gerador de dois fios b) gerador de três fios c) gerador de quatro fios d) gerador de cinco fios

Exercícios 29 de 80 A corrente que flui através do induzido cria campos eletromagnéticos nos enrolamentos, distorcendo o fluxo magnético dos polos do gerador. esta se refere: a) reação do invertido b) reação do induzido c) reação dos polos d) reação do campo magnético

Exercícios 30 de 80 Como o gerador é classificado:
a) pela sua potencia de saída b) pelo seu peso especifico c) pelo diâmetro externo d) pela velocidade de giro

Exercícios 31 de 80 Para que haja sincronismo dos alternadores (dois ou mais alternadores ligados em paralelo à mesma barra): a) eles devem ter a mesma voltagem, sequências de fases e sequências iguais b) somente voltagens iguais c) somente frequências diferentes d) sequência de fases diferentes

Exercícios 32 de 80 No cheque de voltagem, a voltagem do alternador a ser ligado a barra deve ser igual a voltagem: a) da matriz b) do retificador c) do inversor d) da barra

Exercícios 33 de 80 No cheque de frequência, a frequência de um alternador é diretamente proporcional à: a) energia b) resistência c) sua inversão d) sua velocidade

Exercícios 34 de 80 Os alternadores em operação devem ser desligados do sistema quando ocorrerem falhas elétricas através dos: a) inversores b) disjuntores c) retificadores d) comutadores

Exercícios 35 de 80 O que é CSD: a) dimensão superior do curso
b) curso superior do diâmetro c) transmissão de velocidade constante d) duração simples do ckt

Exercícios 36 de 80 Qual a principal vantagem dos motores CC com enrolamentos série: a) alto torque de partida b) adequado ao uso em velocidade constante c) baixo torque de partida d) manter a velocidade constante, independente das cargas

Exercícios 37 de 80 O método para reduzir os efeitos (perdas) na armadura consiste no uso de: a) interpolos b) polos laminados c) enrolamentos combinados em núcleos com negativo conectado em série com o campo d) espaçadores entre as bobinas de campo

Exercícios 38 de 80 O coletor de um gerador:
a) transforma a corrente continua produzida na armadura em corrente alternada conforme ela é coletada na armadura b) reverte o sentido da corrente nas bobinas de campo na hora certa de maneira a produzir corrente continua c) possui anéis coletores que permitem, através das escovas, produzir corrente continua d) transforma a corrente alternada produzida na armadura em corrente continua conforme ela é coletada na armadura

Exercícios 39 de 80 Como pode ser invertido o sentido de rotação de um motor CC: a) invertendo os fios que ligam o motor à fonte externa b) invertendo as ligações elétricas no campo ou na armadura c) invertendo as ligações elétricas no campo e na armadura d) um CC não pode ter sua rotação invertida

Exercícios 40 de 80 Um sistema tipo gerador – bateria prevê somente corrente continua. Caso haja necessidade de corrente alternada, será necessário utilizar-se um: a) transformador b) inversor c) resistor variável d) retificador

Exercícios 41 de 80 A frequência de um alternador depende:
a) da velocidade do rotor b) do numero de polos no campo c) do numero de polos no campo e da velocidade do motor d) da tensão de excitação de terminais que ele possui na saída

Exercícios 42 de 80 O numero de fases que um gerador possui representa: a) quantos polos este gerador possui b) as voltagens independentes de um mesmo valor que ele pode gerar c) os níveis de tensão que ele pode gerar d) a quantidade de terminais que ele possui na saída

Exercícios 43 de 80 Quais dos seguintes elementos são considerados as partes principais de um motor CC: 1 - conjunto do rotor; conjunto do campo; 3 - conjunto das escovas; 4 - coletor 5 - peças polares; reostato 7 - extremidade da carcaça a) 1, 2, 3, 7 b) 2, 3, 4, 5 c) 3, 5, 6, 7 d) 1, 3, 4, 5

Exercícios 44 de 80 A polaridade de um eletroímã dependerá da:
a) quantidade de ampère-espira b) resistência c) voltagem da fonte d) direção da corrente

Exercícios 45 de 80 A voltagem induzida é sempre: a) CA b) CC
c) CC pulsante d) CA atuando como CC

Exercícios 46 de 80 A presença de um campo magnético em torno de um condutor resulta da (o): a) resistência do fio b) isolante que cobre o fio c) passagem da corrente através do fio d) inércia do metal

Exercícios 47 de 80 O conjunto de segmentos num gerador denomina-se:
a) rotor b) estator c) coletor d) induzido

Exercícios 48 de 80 Os interpolos de um gerador são de:
a) mesma polaridade do polo seguinte no sentido da rotação b) polaridade oposta ao polo seguinte no sentido de rotação c) mesma polaridade do polo seguinte d) polaridade inversa ao polo seguinte no sentido contrario da rotação

Exercícios 49 de 80 As bobinas de campo são:
a) enroladas na própria carcaça b) enroladas em paralelo para fornecer um campo magnético c) enroladas nas peças polares de modo que uma se torne o polo norte e a outra o polo sul d) enroladas nas peças polares de modo a formarem campos iguais

Exercícios 50 de 80 As escovas de um gerador geralmente são feitas de:
a) óxido de ferro b) prata c) carvão d) cobre

Exercícios 51 de 80 Do que depende a energia elétrica para operação dos acessórios elétricos das aeronaves: a) gerador b) comutador c) transceptor d) motor

Exercícios 52 de 80 Que tipo de gerador que produz corrente continua:
a) dínamo b) gerador CC c) a e b estão corretas d) alternador

Exercícios 53 de 80 Os geradores de CA e CC operam pela indução eletromagnética nas bobinas que ocorre devido: a) variação da quantidade do fluxo magnético b) variação da quantidade e sentido do fluxo magnético que as cortam c) variação do sentido do fluxo magnético d) variação do imã

Exercícios 54 de 80 Os geradores CC acionados pelos motores da aeronave, fornece energia elétrica para quais sistemas: a) somente carregar a bateria e iluminação b) algumas unidades elétricas c) só para iluminação interna e externa do avião d) para operação de todos os sistemas elétricos das aeronaves

Exercícios 55 de 80 A intensidade de voltagem induzida no condutor depende: a) da velocidade do condutor no campo magnético b) da intensidade do campo magnético c) as anteriores estão corretas d) largura e comprimento do imã

Exercícios 56 de 80 Quando na rotação a espira, atinge em plano horizontal em relação ao campo magnético a/o: a) números de linhas de força interrompem b) voltagem induzida é mínima, nº de linhas de força cortada são máximas c) nº de linhas de força cortada é mínimo d) voltagem induzida, nº de linhas de força cortadas são máximas

Exercícios 58 de 80 A ação dos anéis coletores produz no gerador:
a) uma voltagem mínima b) uma voltagem máxima c) uma voltagem CC d) uma voltagem CA

Exercícios 59 de 80 O que fez com que haja redução da ondulação (ripple) na voltagem CC: a) aumento da velocidade de rotação b) aumento da força eletromotriz c) aumento das bobinas d) aumento da força magnética

Exercícios 60 de 80 A voltagem gerada pelo gerador CC básico varia de zero para o seu máximo, duas vezes para cada volta de espira, essa variação recebe o nome de: a) magnetização b) ondulação c) percepção d) permutação

Exercícios 61 de 80 O que completa o ckt magnético entre os polos, atua como suporte mecânico para as outras partes do gerador: a) conjunto de escovas b) imã c) carcaça d) nda

Exercícios 62 de 80 O que aumenta grandemente as dimensões físicas do gerador: a) uso do induzido b) uso da carcaça magnética c) uso de eletroímãs d) uso de imãs permanentes

Exercícios 63 de 80 Qual tipo de induzido mais usado atualmente nos geradores: a) anel b) tambor c) rotor d) estator

Exercícios 64 de 80 Qual o gerador que é projetado para fornecer 240 v ou 120 v em relação a um fio neutro: a) gerador de dois fios b) gerador de três fios c) gerador mono –físico d) gerador bifásico

Exercícios 65 de 80 A corrente que flui através do induzido cria campos eletromagnéticos nos enrolamentos, distorcendo o fluxo magnético dos polos do gerador. Este se refere: a) reação do invertido b) reação dos polos c) reação do induzido d) reação do campo magnético

a) pela sua potencia de saída b) pelo seu peso especifico c) pelo seu diâmetro d) pela sua velocidade de giro

Exercícios 67 de 80 Para que haja sincronismo dos alternadores (dois ou mais alternadores ligados em paralelo no mesmo barramento): a) eles devem ter a mesma voltagem, sequência de fase e frequência iguais b) somente voltagens iguais c) somente frequências iguais d) somente fases iguais

Exercícios 68 de 80 No cheque de frequência, a frequência de um gerador é proporcional à: a) energia b) resistência c) sua inversão d) sua velocidade

Exercícios 69 de 80 Os alternadores em operação devem ser desligados do sistema quando ocorrem falhas elétricas através dos: a) inversores b) disjuntores c) retificadores d) comutadores

Exercícios 70 de 80 O que é CSD? a) dimensão superior do curso

Exercícios 71 de 80 Nas aeronaves modelo Boeing 737 e 727, os geradores acionados pelos motores são acoplados a unidade chamada de: a) junção alternada b) eixo rotativo c) CSD d) IDG

Exercícios 72 de 80 Qual é a unidade de potencia de um alternador:
a) volt b) ampère c) KVA d) ciclos

Exercícios 73 de 80 Por onde a CSD pode ser desconectada e conectada, respectivamente: a) cabine/cabine b) motor/motor c) motor/cabine d) cabine/motor

Exercícios 74 de 80 Qual a função da CSD: a) gerar corrente elétrica
b) manter a rotação constante do gerador c) proteger o gerador em caso de sobrecarga d) transmitir a corrente para a cabine

Exercícios 75 de 80 Qual dos fatores abaixo tem influencia na rotação de um alternador: a) frequência b) números de polos do alternador c) tipo de ligação da bobina de campo d) as alternativas a e b estão corretas

Exercícios 76 de 80 O diferencial mecânico de uma CSD é do tipo:
a) pistão b) engrenagens tipo coroas e planetárias nas extremidades c) hidráulicas d) engrenagens tipo planetárias no centro e coroas nas extremidades

Exercícios 77 de 80 Em caso de entupimento do filtro de óleo hidráulico da CSD o que ocorre com o sistema: a) o sistema para de funcionar b) é acionada uma indicação do painel da aeronave c) o sistema continua funcionando, porem sem filtragem do óleo d) o sistema sobreaquece

Exercícios 78 de 80 Qual a função de desacoplar um alternador do eixo de transmissão em caso de falha do mesmo: a) facilitar a manutenção b) a possibilidade de reiniciar o sistema c) evitar sobreaquecimento do alternador d) proteger o resto do sistema

Exercícios 79 de 80 Qual a função do óleo na CSD:
a) lubrificar o sistema interno b) serve como fluido hidráulico c) refrigerar a CSD d) todas alternativas estão corretas

Exercícios 80 de 80 No sincronismo de dois alternadores trifásicos o que ocorre se invertermos duas fases: a) ocorrera um curto-ckt b) um alternador terá uma corrente de saída maior que o outro c) não ocorrera nenhum problema d) nenhuma das anteriores

Correção Exercícios