Quem quer fazer da um jeito, quem não quer fazer da uma desculpa

Faça o seu ano novo valer a pena, planeje e execute seus planos, comece logo após ler esse blog com um simples passo, escreva seus planos.
Em seguida trace metas para realiza-los e chegue no novo ano com um caminho a seguir. Não pense em desculpas para não realizar e sim em soluções para o que te impede de faze-lo. Tenha certeza você pode mais que pensa.
Uma forma bem simples de começarmos a superar obstáculos e solucionar os menores impedimentos e destes partir para os maiores. Acredite a medida que os menores obstáculos são superados os maiores não parecem tão grandes. Sei que muitos podem dizer essas coisas, mas poucos podem como eu provar que podemos atingir senão todos mas, a maior parte do que nos propusermos. Desafiem-se, ao final no momento da conquista seu respeito próprio te fará ver que valeu e sempre valerá a pena confiar e acreditar em si mesmo.
Um grande abraço a todos.

Yahoo groups

Criei um novo canal de comunicação com meus alunos, através de um grupo de discussão do yahoo será possível enviar material a todos que se inscreverem.
http://br.groups.yahoo.com/group/alunosprofisanonio/
É mais uma forma de mantermos o contato. Divulguem e boas festas.

TIPOS DE ELEMENTOS PARA ATERRAMENTO

As características químicas do solo (teor de água , quantidade de sais , etc...)  influem  diretamente  sobre  o modo como escolhemos o eletrodo de aterramento. Os eletrodos mais utilizados  na  prática  são:  hastes  de aterramento, malhas de aterramento e estruturas metálicas das fundações de concreto.

Haste de aterramento

A haste pode ser encontrada em vários tamanhos e diâmetros . O mais comum é a haste de 2,5 m por 0,5 polegada de diâmetro. Não é raro , porém, encontrarmos hastes com 4,0 m de  comprimento  por  1  polegada  de diâmetro.  Cabe  lembrar  que,  quanto maior a haste , mais riscos corremos de atingir dutos subterrâneos (telefonia , gás , etc...)  na hora da sua instalação. Normalmente , quando não conseguimos uma boa resistência de terra (menor que 10 Ω) , agrupamos mais de uma barra em paralelo . Quanto à haste , podemos encontrar no mercado dois tipos básicos:    Copperweld    (haste  com alma  de  aço  revestida  de  cobre)  e Cantoneira   (trata-se   de   uma cantoneira  de  ferro  zincada  ,  ou  de alumínio) .

Malhas de aterramento

A malha de aterramento é indicada para locais cujo solo seja extremamente  seco.  Esse  tipo  de  eletrodo  de aterramento, normalmente, é instala do antes da montagem do contra-piso do prédio, e se  estende  por quase toda a área da construção. A malha de aterramento é feita de cobre, e sua “janela”  interna pode variar de tamanho dependendo da aplicação, porém a mais comum está mostrada na figura 1 .

Estruturas metálicas

Muitas instalações utilizam as ferragens  da  estrutura  da  construção como eletrodo de  aterramento elétrico. (figura 2).

Mais adiante veremos que, quando isso vier a ocorrer, deveremos tomar certos cuidados.

Resumindo,  qualquer  que  seja  o eletrodo de aterramento (haste, malha,  ou  ferragens  da  estrutura),  ele deve ter as seguintes características gerais:

- Ser bom condutor de eletricidade.

- Ter resistência mecânica adequada ao esforço a que está submetido.

-  Não  reagir  (oxidar)  quimicamente com o solo.

PROBLEMAS COM ATERRAMENTO ELÉTRICO LIGADO AO “PÁRA – RAIOS”

Tanto os locais que empregam malha de aterramento ou as estruturas prediais,  como  terra,  normalmente apresentam  um  inconveniente  que pode  ser extremamente perigoso : a conexão com o pára – raios .

Notem  pela figura  3,  que  temos um exemplo de uma malha de terra ligada ao pára – raios , e também aos demais  equipamentos  eletroeletrônicos. Essa é uma prática que de vemos evitar ao máximo, pois nunca podemos prever a magnitude da potência que um raio pode atingir. Dependendo das condições, o fio terra poderá não ser suficiente para absorver toda a energia, e os equipamentos que estão junto a ele podem sofrer o impacto  (figura 4) .

 Portanto, nunca devemos compartilhar o fio terra de pára – raios com qualquer equipamento eletroeletrônico.

TRATAMENTO QUÍMICO DO SOLO

Um aterramento elétrico é considerado satisfatório quando sua resistência encontra-se abaixo dos 10 Ω. Quando não conseguimos esse valor, podemos mudar o número ou o tipo de letrodo de aterramento. No caso de  haste,  podemos  mudá-la  para canaleta (onde a área de contato como solo é maior) , ou ainda agruparmos mais de uma barra para o mesmo terra. Caso isso não seja suficiente, podemos  pensar  em  uma  malha  de aterramento. Mas imaginem um solo tão seco que, mesmo com todas essas técnicas, ainda não seja possível chegar-se aos  10 Ω. Nesse caso a única alternativa é o tratamento químico do solo. O tratamento do solo tem  como objetivo alterar sua constituição química, aumentando o teor de água e sal e, consequentemente,   melhorando   sua condutividade. O tratamento químico deve  ser  o  ultimo  recurso,  visto  que sua durabilidade não é indeterminada. O produto mais utilizado para esse tratamento é o Erico - gel , e os passos para essa técnica são os seguintes :

1º passo : Cavar um buraco com aproximadamente 50 cm de diâmetro, por 50 cm de profundidade ao redorda haste.

2º passo : Misturar metade da terra retirada , com  Erico – gel.

3º passo : Jogar a mistura dentro do buraco.

4º passo : Jogar, aproximadamente , 25 l de água na mistura que está no buraco.

5º passo: Misturar tudo novamente.

6º passo : Tampar tudo com a terra “virgem” que sobrou.

Podemos  encontrar  no  mercado outros tipos de produtos para o tratamento químico (Bentonita , Earthron , etc.), porém o Erico – gel é um dos mais modernos. Suas principais características são: Ph alcalino (não corrosivo), baixa resistividade elétrica, não é tóxico, não é solúvel em água (retém a água no local da haste).

BITOLA E CONEXÃO DO FIO TERRA

Ter uma boa haste ou um solo favorável não basta para termos um bom aterramento elétrico. As conexões da haste  com  os  cabos  de  terra  ,  bem como a bitola do cabo terra também contribuem  muito  para  a  resistência total de aterramento. No que se refere à bitola do fio terra , ela deve ser a maior possível. Temos abaixo uma regra prática que evita  desperdícios,  e garante  um  bom aterramento.

Para :

Sf < 35 mm² → St     = 16 mm²

Sf   ≥ 35 mm² → St = 0,5 Sf

Onde :

Sf   = a seção transversal dos cabos (fios) de alimentação do equipamento (fases).

St = a seção transversal  do  fio terra.

Notem que para diâmetros inferiores a 35 mm² para as fases , temos o fio terra de 16 mm² . Já para diâmetros iguais ou acima de 35 mm², o fio terra deverá ter seção transversal igual à metade da seção dos cabos de alimentação.

Quanto à conexões , devemos optar em 1º lugar pela fixação por solda do fio terra à haste . Isso evita o aumento da resistência do terra por oxidação de contato . Caso isso não seja possível, poderemos utilizar anéis de fixação com parafusos. Nesse caso porém , é conveniente que a conexão fique sobre o solo , e dentro de uma caixa de inspeção.

Embora o aterramento elétrico seja um  assunto  extremamente  vasto  e complexo , acredito ter fornecido, através desse artigo , elementos suficientes para que o leitor possacompreender  melhor,  e  até  mesmo construir,  seu  próprio  sistema  de aterramento. Lembre – se , porém , que o aterra mento  está  normalizado  pela  ABNT através da NBR 5410. É aconselhável , antes de executar qualquer  trabalho em baixa tensão , ler atentamente essa norma.

Caminho diferente

Fim de ano, como sempre o comentário é a velocidade com que o tempo tem passado e o quanto foi rápido chegarmos ao final do ano. Em grande parte dos casos marcamos os dias pelos problemas que enfrentamos no decorrer do ano.
Importante pensarmos onde chegamos após passado todo o ano, e quando vejo alunos assistindo aula em dezembro,  fazendo prova e ansiosos por saberem suas notas, percebo que estão mudando seus caminhos e certamente chegarão a locais diferentes.
Quando não buscamos algo melhor, continuamos em nossa zona de conforto, chegando após o trabalho em nossas casas e vivendo todo o cotidiano já conhecido, não nos damos conta de que o nosso caminho sendo o mesmo nos levará sempre ao mesmo lugar, porém quando estamos estudando estamos mudando o nosso caminho, estamos inevitavelmente nos dirigindo a um lugar melhor, por isso é tão difícil, toda mudança é cercada de apreensão, mas acreditem vale a pena. Não desistam, não se abatam, o que é realmente bom sempre exige mais de nós, nada que realmente valha a pena vem fácil, portanto façam valer o fato de serem brasileiros e não desistam nunca.
Um abraço a todos os meus alunos(amigos)

Assim nascem os cornos

'A Sensibilidade Masculina '
 

Tava num clima meio ruim com o maridão e resolvi fazer uma surpresa... Comprei 250 velas de tamanhos diferentes, 10 dúzias de rosas vermelhas, espumante, queijos e frutas e decorei toda a casa. Nosso quarto fica no segundo andar e eu fiz um caminho de velas desde a porta de entrada até o quarto... As escadas iluminadas, tudo lindo !!! Chamei um casal de amigos para acender as 250 velas antes de chegarmos em casa. A cama estava coberta com pétalas de flores... Arranjos maravilhosos de antúrios (flores que usamos no nosso casamento), além do espumante no gelo e as frutas, queijos e frios completavam o clima do quarto. Guardamos o carro na garagem e pedi pro marido ir à frente que eu já estava saindo do carro. Enquanto ele abria a porta eu tratei de tirar o vestido. Fiquei só de lingerie e cinta-liga. Imagina a cena... Quando meu maridão(?) abriu a porta de casa  eu desci do carro. Linda e Semi-nua, claro !!! Quando olhei a cara do meu marido percebi que ele estava BRANCO. Virou pra mim, sem perceber meu modelito, e gritou: - A casa tá pegando fogo!!! Eu, calmamente, disse para ele olhar novamente. Fiz até uma cara 'sexy' para dizer isso... Ele abriu a porta mais uma vez e gritou, mais branco ainda :   - PUTA QUE PARIU !!!!!!!!!! Não é incêndio !!!!! É MACUMBA !!!!

AR-RA-SA-DA  pensei:Assim nascem os cornos...

sem comentários

EXERCÍCIOS SOBRE FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS

CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA II  --  

a)      Defina campo girante e suas funções.

r.: é o campo magnético formado pelo estator e sua principal função é induzir no rotor uma FEM  que o fara girar em repulsão ao campo que o criou.

b)     Como age o campo girante nos enrolamentos do rotor.

r.: Induzindo no enrolamento do rotor uma FCEM que gerará um campo magnético em oposição ao que a criuo fazendo-o girar

c)      Justifique o nome de máquina assíncrona.

r.: O rotor não tem a sua velocidade de rotação em sincronismo com a velocidade do campo girante.

d)      Quais os tipos de rotores usuais nos motores de indução. Explique seus dados

construtivos.

r. : os mais comuns são o gaiola de esquilo e o rotor bobinado.

e)      Cite duas vantagens do rotor curto-circuitado em relação ao bobinado.

r.:  Pode ser empregado com para partir cargas de alta inércia ou que exijam conjugados de partida elevados, ou ainda, quando o sistema de acionamento requer partidas suaves.

f) O que são dados de placa? Cite 3 especificações obrigatórias em uma máquina elétrica.

r.: Para instalar adequadamente um motor, é imprescindível que o instalador saiba interpretar os dados de placa. Estes dados são:

nome e dados do fabricante, modelo (MOD), potência (cv, HP, kW), número de fases (por exemplo, TRIFÁSICO ou 3FAS), tensões nominais (V), frequência nominal (Hz), categoria (CAT), correntes nominais (A), velocidade nominal (RPM), fator de serviço (FS), classe de isolamento (ISOL. CL.) , letra-código (COD), regime (REG),  grau de proteção ( PROTEÇÃO IP), ligações

f)       Efetue uma pesquisa sucinta sobre isolação de motores elétricos.

r.: A vida útil de um motor pode ser determinada pelo seu isolamento e a  vida  útil  de  um  isolante  pode  ser  drasticamente  reduzida  se  houver  um sobreaquecimento representativo do motor.

As  principais  causas  da  degradação  dos  isolantes  são:  sobretensão  de  linha,

sobreintensidade de corrente nas partidas, depósito de poeira formando pontes condutoras, ataque por vapores ácidos ou gases arrastados pela ventilação.

g)      Pesquise sucintamente sobre regime de serviço em máquinas elétricas.

r.: É o grau de regularidade da carga a que o motor é submetido. Os motores normais são projetados para regime contínuo, (a carga é constante), por tempo indefinido, e igual a potência nominal do motor.

Regime contínuo (S1)  Funcionamento a carga constante de duração suficiente para que  se alcance o equilíbrio térmico Regime de tempo limitado (S2) Funcionamento a carga constante, durante um certo  tempo, inferior ao necessário para atingir o equilíbrio térmico, seguido de um período de repouso de duração suficiente para restabelecer a igualdade de temperatura com o meio refrigerante

São exemplos de regimes de funcionamento.

h)     Defina enrolamento de armadura e de campo.

r.:  Rotor (enrolamento de armadura). Este enrolamento está montado sobre uma

estrutura  cilíndrica  que  gira,  por  este  motivo  chamada  de  rotor.  Este  enrolamento  é chamado  de  enrolamento  da  armadura,  ou  ainda  de  induzido.

ENROLAMENTO DE CAMPO

É  um  eletroímã  que  produz  o  fluxo  interceptado  pela  armadura.  A fonte  de  corrente  de  campo  pode  ser  separada, chamada de excitador, ou proveniente da própria armadura.

j) O motor de indução de anéis (bobinado) tem algumas vantagens em relação ao curto-

circuitado?

r.: Ao possuir anéis  permite regulagem da corrente que circula no rotor. Isso proporciona uma partida suave e diminui o pico de corrente comum nas partidas dos motores.

k) Uma máquina assíncrona funcionando como motor, qual deve ser a faixa de variação do

escorregamento?

l) Por que o motor assíncrono não pode ter rotação síncrona?

            r.: Um motor de indução não pode funcionar com a velocidade síncrona pois nesse caso o rotor estaria estacionário com relação ao campo rotativo e não seria induzida nenhuma fem no rotor. A velocidade do rotor deve ser ligeiramente menor do que a velocidade de sincronismo a fim de que seja induzida uma corrente no rotor pra permitir a rotação do rotor.

m) Defina escorregamento. Em que máquina elétrica ele ocorre?

            r.: É a diferença entre a velocidade do rotor e a velocidade de sincronismo, é expressa como um percentual da velocidade de sincronismo. Ocorre nas maquinas assíncronas.

n) Cite as características de excitações das máquinas assíncronas.

            r.: O estator esta  ligado à fonte de alimentação ca. O rotor não esta ligado eletricamente à alimentação. Quando o enrolamento do estator é energizado através de uma alimentação trifásica cria-se um campo magnético rotativo.

o) Uma máquina síncrona, funcionando como gerador, se temos velocidade disponível reduzida, o número de pólos desta máquina deve ser elevado ou reduzido? Justifique.

            r.: O numero de polos deve ser aumentado, para que se mantenha a mesma frequência da FEM.

p) O motor síncrono pode ser utilizado como compensador de fator de potência. Qual o

ajuste que deve ser feito na corrente de excitação?

r.: Para um motor síncrono possa compensar o fator de potencia devera ter seu campo CC ajustado, simulando assim uma carga capacitiva.

q) Explique por que a máquina síncrona tem velocidade do rotor igual a velocidade

síncrona.

r.: O circuito do rotor de um motor síncrono é excitado por uma fonte CC. O rotor engata na mesma rotação do campo magnético rotativo e o acompanha na mesma velocidade.

r) Numa máquina de corrente contínua explique a função dos seguintes elementos:

comutador; linha neutra e escovas.

Comutador: é constituído de lâminas de cobre (lamelas) isoladas umas

das outras por meio de lâminas de mica (material isolante). Tem por

função transformar a tensão alternada induzida numa tensão contínua;

Linha  neutra: é a área onde nenhuma tensão pode ser induzida numa espira dar armadura, esta a meia distancia entre pólos de compo norte e sul adjacentes. As escovas são sempre colocadas de modo a produzir um curto circuito entre as bobinas da armadura que estão atravessando a linha neutra.

Escovas: são conectores de grafita fixos, montados sobre molas que permitem que eles deslizem (ou escovem) sobre o comutador no eixo da armadura. Assim as escolva servem de contato entre as enrolamentos da armadura e a carga externa.

s) Identifique e explique os processos de auto-excitações para máquinas de corrente

contínua.

r.: Quando uma maquina de CC produz sua própria excitação é chamada de auto-excitada, e podem ter seu campo ligado de diversas formas.

Se for em paralelo com o circuito da armadura é chamado gerador em derivação. Quando o campo esta em serie com a armadura é chamado de gerador série, se forem usados dois campos, derivação e série, o gerador é chamado de gerador composto.

t) Quais informações são fornecidas num ensaio em vazio de uma máquina elétrica? E no

ensaio em curto-circuito?

r.:

u) Como se minimiza o faíscamento de uma máquina c.c.?

r.: reduzindo-se a carga

v) Desenhe o esquema de excitação de uma máquina c.c. com excitação independente.

w) Pesquise e escreva sucintamente sobre partida de motores utilizando autotransformador

Motores  de  indução  trifásicos  de  tipo  gaiola  podem  arrancar  com  tensão  reduzida  usando  um  único autotransformador (ou autocompensador) trifásico ou três transformadores trifásicos como mostra a figura 4. Os taps do autotransformador variam de 50 a 80% da tensão nominal. A chave tripolar de duas posições é colocada na posição de partida” e deixada lá até que o motor tenha acelerado a carga até aproximadamente a velocidade nominal, sendo então imediatamente levada à posição “funcionamento”, aplicando-se a tensão total da rede.

x) Pesquise sobre partida de motores  utilizando chave de partida estática.

r.: As Soft-Starters são chaves de partidas estáticas microprocessadas, projetadas para acelerar/desacelerar e  proteger  motores  de  indução  trifásicos.  Composta  basicamente  por  uma  ponte  tiristorizada  que controla a tensão no motor, pode-se por consequência  ajustar o torque e corrente à necessidade da carga, ou seja, a corrente exigida será a mínima necessária para acelerar a carga, sem mudanças de frequência.

y) Quais os tipos de correntes de excitações no estator e no rotor de uma máquina síncrona

funcionando com alternador (gerador)?

r.: estator funcionando como excitatris terá a presença de corrente continua e induzirá no estator corrente alternada.

z) Quais os tipos de correntes de excitações no estator e no rotor de uma máquina de

corrente contínua funcionando como motor?

ARMADURA

A armadura recebe a corrente proveniente de uma força elétrica externa. Sua constituição física é idêntica ao do gerador, ou seja, é o núcleo rotativo, também chamado de rotor.

ENROLAMENTO DE CAMPO

É  um  eletroímã  que  produz  o  fluxo  interceptado  pela  armadura.  A  fonte  de  corrente  de  campo  pode  ser separada, chamada de excitador, ou proveniente da própria armadura. rotor,

Medidas com o Multímetro Digital

Introdução  as  generalidades  dos  instrumentos  encontrados  em  laboratório.  Praticar  a  utilização  de  suas funcionalidades mais básicas no contexto de medidas sobre circuitos passivos simples. 

Preparação 

É um instrumento de medida que incorpora pelo menos três medidores de grandezas elétricas: voltímetro, amperímetro  e  ohmímetro.  Alguns  multímetros  incluem  ainda  medidas  de  capacitância,  freqüência, continuidade, temperatura e teste de transistores e diodos. 

     VOLTÍMETRO:  usado  para  medir  a  diferença  de  potencial  elétrico  entre  dois  nós  de  um  circuito.  É conectado em PARALELO com os nós do circuito a ser medido. Características principais: 

o     alta resistência de entrada (idealmente ∞), entre 10MΩ e 100MΩ. Essa resistência não depende da escala utilizada e na maioria dos casos pode ser desconsiderada. Entretanto, na medição de circuitos de alta resistência deve-se levar em conta seu valor que é colocado em paralelo com o circuito; 

o     baixa corrente de entrada (idealmente 0). 

     AMPERÍMETRO: usado para medir a intensidade de corrente que circula numa malha do circuito. Deve ser inserido em SÉRIE com o circuito, de modo que a mesma corrente de malha passe a circular pelo amperímetro. Características principais: 

o     baixa resistência de entrada (idealmente 0); 

o     baixa queda de tensão interna (idealmente 0). 

Obs:  Os  amperímetros  digitais  são  baseados  na  medição  da  tensão  (usando  o  voltímetro)  sobre uma resistência interna conhecida e de baixo valor (I=V/R s ). O erro introduzido (queda de tensão em R s ) pode ser significativo na medida de corrente em circuitos de baixa tensão (tipicamente Rs.I < 200mV) e depende da escala utilizada. 

     OHMÍMETRO: usado para medir resistência elétrica num circuito ou elemento de circuito (resistor, diodo, etc). É conectado em PARALELO com os nós a serem medidos. São baseados na medida da tensão 

desenvolvida no circuito a partir da aplicação de uma corrente constante e de valor conhecido. O valor indicado no mostrador já é corrigido para indicar a medida correta da resistência. Características gerais: 

o     Utilizam-se  correntes  de  baixo  valor  (μA-mA)  de  modo  a  minimizar  a  potência  dissipada no circuito. A corrente aplicada depende da escala utilizada. 

o     O circuito a ser medido deve estar DESLIGADO, pois correntes externas introduzem um erro na medida e podem até danificar o instrumento. 

o     A  tensão  máxima  medida  (fundo  de  escala)  é  em  geral  da  ordem  de  centenas  de  mV.  Na maioria dos casos essa tensão não é suficiente para polarizar uma junção PN (diodo, transistor). 

Uma escala específica que possibilita a medida de tensões superiores deve ser usada nesse caso. 

o     Na medição de resistências de baixo valor (<10Ω), a resistência dos cabos do multímetro e dos contatos com o circuito podem ser significativas, induzindo a erros de medida. 

o     Na  medição  de  resistências  de  alto  valor  (>10kΩ)  deve-se  evitar  tocar  o  circuito  diretamente com  as  mãos  pois  a  resistência  da  pele  assim  como  ruídos  induzidos  provocarão  erros  de medida. 

A operação como portfólio do sistema gerador, com a transferência de milhares de MWs entre regiões, só é viável se houver uma infra-estrutura adequada de transporte de energia elétrica. Por esta razão, o Brasil é um dos países de maior intensidade de transmissão28 do mundo, comparável à Rússia. O sistema de transmissão atual, mostrado na fgura abaixo, tem cerca de 80 mil km de linhas de transmissão de alta tensão. Algumas destas linhas, como as que interligam as regiões Sudeste e Nordeste, têm mais de mil km de comprimento. Está prevista a construção de cerca de 40 mil km adicionais nos próximos dez anos. 

Panorama energético mundial

Os principais insumos energéticos usados pela indústria no mundo são o petróleo, o gás natural e o carvão. Esses insumos têm apresentado elevadas taxas de crescimento do consumo, devido, principalmente, ao desempenho das economias emergentes, lideradas pela China e pela Índia.

O crescimento acelerado da demanda, aliado à instabilidade política nas regiões produtoras de petróleo e gás natural e às pressões pela redução das emissões dos gases causadores do “efeito estufa”, traz preocupações sobre o equacionamento da oferta de energia e seu impacto nos preços.

Segurança de suprimento e meio ambiente transformaram a energia em tema crítico. Dez países concentram 85% das reservas mundiais de petróleo e boa parte desses países estão envolvidos em turbulências geopolíticas. A gasolina e o óleo diesel são responsáveis por quase toda a energia consumida no setor de transportes que, por sua vez, contribui com 25% das emissões dos gases de “efeito estufa” dos países industrializados. 

Quanto ao gás natural, 58% das reservas mundiais estão concentradas em apenas três países: Rússia, Catar e Irã. A tendência de “comoditização” do produto, embora contribua para diversificar as fontes de suprimento, faz que os preços de petróleo e do gás tendam a se igualar. Dado que o petróleo ainda é a fonte economicamente dominante, isto signifca que a volatilidade dos preços do petróleo tenderá a “contaminar” os preços do gás natural.

O carvão é responsável por 25% do consumo mundial de energia. Desta parcela, dois  terços são usados para geração de eletricidade, e quase todo o restante para uso industrial. As reservas mundiais de carvão são gigantescas, quase 3,5 vezes maior que as de petróleo e de gás natural. Cerca de dois terços destas reservas estão localizadas em apenas quatro países: Rússia, Estados Unidos, China e Índia.

A maior vulnerabilidade geopolítica está na área do petróleo. As principais  lternativas de redução da dependência do petróleo são: substituição por biocombustíveis e redução do consumo veicular.

A insegurança energética em âmbito mundial deverá persistir ou até piorar, o que poderá elevar os preços do petróleo e do gás natural. Além disso, deverá haver maior pressão pública para medidas de mitigação dos problemas ambientais, tais como a contratação compulsória de energias alternativas e a mistura obrigatória de biocombustíveis aos energéticos tradicionais. Estas medidas deverão aumentar ainda mais os preços da energia.

Maquinas elétricas girantes(II)

1) CONCEITOS ELEMENTARES

As máquinas elétricas rotativas são equipamentos destinados a converter energia mecânica em energia elétrica, ou vice-versa. No primeiro caso elas recebem o nome de motores elétricos e, no segundo, geradores elétricos. O processo de conversão se realiza por meio dos fenômenos estuda-dos e consolidados pelas leis fundamentais da eletricidade e do magnetismo:

• Lei da indução eletromagnética, Lenz-Faraday

• Lei do circuito elétrico, lei de Kirchhoff

• Lei circuital do campo magnético, lei de Ampére

• Lei da força atuante sobre condutor situado em um campo magnético, lei de Biot-Savart

 As máquinas elétricas são projetadas e construídas de forma tal a realizarem com a máxima facilidade e eficiência possíveis o processo de conversão. Elas possuem, basicamente duas partes: uma parte que é fixada ao solo ou a alguma outra superfície, chamada de estator e uma parte móvel montada sobre um eixo, alojada no interior do estator de forma a permitir sua rotação, chamada rotor.

 O que distingue uma máquina elétrica na sua operação como motor ou gerador é o sentido do percurso da energia através dela: no gerador, energia mecânica “entra” na máquina pelo eixo do rotor, atravessa, por meio do fluxo magnético, o espaço estreito existente entre o rotor e o estator chamado entreferro, é convertida em energia elétrica e “sai” pelos terminais do estator. No motor elétrico é exatamente o contrário: energia elétrica “entra” na máquina pelos terminais do estator, atravessa o entreferro, é convertida em energia mecânica disponível no eixo do rotor. Assim, uma primeira e importante qualidade das máquinas elétricas rotativas é que uma mesma máquina pode operar como motor ou como gerador.

 Quanto à natureza da corrente, as máquinas elétricas podem ser de corrente contínua (CC) ou de corrente alternada (CA). Os campos de aplicação dessas máquinas são distintos como será mostrado posteriormente, mas os princípios que governam os seus desempenhos são os mesmos, havendo apenas algumas particularidades de natureza construtiva que as diferenciam.

A lei de Lenz-Faraday, e = - dl/dt, descreve, sob os pontos de vista quantitativo e de sentido,a indução de tensões produzidas por um fluxo magnético que varia no tempo. A conversão eletromecânica da energia ocorre quando a variação do fluxo magnético é provocada por um movimento mecânico rotativo. Nas máquinas elétricas rotativas, as tensões são induzidas em grupos de bobinas que estão ligadas entre si segundo uma determinada ordem, formando os enrolamentos, basicamente, de três maneiras:

1ª) Fazendo girar um campo magnético constante (imã permanente ou criado por corrente

contínua) de forma que as linhas de força do campo enlacem as bobinas. O enrolamento

se encontra montado na parte fixa da maquina denominada armadura ou estator e o flu-

xo magnético é criado na parte rotativa denominada rotor. Os geradores síncronos são

exemplos típicos desta montagem. 

2ª) A armadura e o seu enrolamento giram, enquanto o campo magnético constante produzido por imã permanente ou por corrente contínua é montado na parte fixa da máquina.O enrolamento da armadura é enlaçado no seu movimento rotativo pelas linhas de força do fluxo magnético. As máquinas de corrente contínua são construídas segundo esse modelo.

3ª) O enrolamento da armadura está montado no estator e é alimentado por corrente alternada capaz de criar um campo girante no espaço. O fluxo desse campo enlaça o enrolamento montado no rotor, nele induzindo tensões e correntes. As máquinas de indução constituem o exemplo típico desta montagem.

Tanto as bobinas da armadura quanto as do rotor são enroladas sobre núcleos de ferro que reduzem a relutância magnética ao fluxo que as enlaça. Devido ao ferro da armadura ser submetido também às variações do fluxo magnético, nele, por sua vez, são induzidas correntes que não contri-buem para o desempenho da máquina, pelo contrário, são perdas que aquecem a máquina e afetam o seu rendimento. Os núcleos são montados como pacotes de chapas de aço de espessura reduzida que diminuem os efeitos dessas correntes chamadas correntes de Foucault ou correntes parasitas. O espaço entre o rotor e a armadura ou estator é chamado de entreferro e, por ser de ar, nele se con-centra a maior parte da relutância do circuito magnético no interior da máquina. 

maquinas sincrono elementar

A figura 1.1 representa de uma forma muito simplificada um gerador síncrono monofásico de CA. Este tipo de máquina, apesar de poder ser construída, não existe na prática. Ela serve apenas para fins de estudo. É chamada gerador elementar. O enrolamento da armadura é constituído de uma única bobina de N espiras que estão concentradas em duas únicas ranhuras diametralmente opostas na periferia interna do estator. Quando o rotor girar, acionado por um órgão primário, o fluxo magnético através da bobina vai variar e serão induzidas tensões no enrolamento da armadura.                   

A seção transversal dos dois lados da bobina é indicada pelas letras +a e –a. Os condutores que formam estes dois lados da bobina são paralelos ao eixo da máquina e são ligados em série por conexões nas extremidades, não mostradas na figura. O enrolamento que produz o campo magnéti-co no rotor é alimentado por corrente contínua que é conduzida até ele por meio de escovas de car-vão que deslizam sobre anéis coletores. O rotor gira a uma velocidade constante, acionado por um órgão primário (uma turbina hidráulica ou a vapor nas centrais hidrelétricas ou térmicas) acoplado mecanicamente ao eixo do rotor. Os caminhos do fluxo magnético estão indicados por linhas trace-jadas.

A distribuição espacial da indução magnética B no entreferro é mostrada na figura 1.2 em função do ânguloè ao longo da periferia interna do estator. A forma de onda da indução magnética das máquinas reais pode se aproximar de uma onda senoidal pela conformação adequada da forma das sapatas polares.

À medida que o rotor gira, o fluxo magnético associado à onda de indução magnética enlaça a bobina de N espiras do estator induzindo nela uma tensão e, função do tempo e com a mesma forma de onda da distribuição espacial. A tensão induzida passa por um ciclo completo de valores para cada rotação da máquina de 2 polos da fig.1.1.

  

1- Desenhe, de uma forma simplificada, o enrolamento do estator de um motor elétrico monofásico de 2 e 4 pólos. Suponha que o enrolamento esteja sendo percorrido por uma corrente elétrica. Mostre em ambos os casos a formação dos pólos nos enrolamentos
2- Desenhe, de forma simplificada, o enrolamento do estator de uma máquina elétrica trifásica de 2 e 4 pólos. Numere as bobinas, faça uma ligação entre elas de modo a se obter uma ligação triângulo. Mostre em ambos os casos a formação dos pólos nos enrolamentos quando eles são percorridos por uma corrente trifásica equilibrada. Faça os desenhos para dois instantes das cor-rentes para verificar o sentido de rotação do campo magnético.
 3- Demonstre que dois campos magnéticos pulsativos defasados no espaço e no tempo de 90º elétricos criam um campo magnético girante.

4- Em uma máquina monofásica há um campo magnético pulsativo criado pela corrente i = Im cos Ωt. Demonstre que este campo pulsativo é a resultante de dois campos girantes que giram em sentidos opostos, com a mesma freqüência angular Ω, cuja amplitude é a metade da amplitude do campo pulsativo.

 5- Um pequeno gerador trifásico elementar de 4 pólos possui o seu enrolamento de esta-tor ligado em estrela. Cada bobina possui duas espiras em série e todas as bobinas de uma mesma fase estão em série. O fluxo por pólo é igual a 0,25 Wb e  está senoidalmente distribuído no entre-ferro. O rotor gira a 1800 RPM. Qual a tensão eficaz, entre fases, induzida no enrolamento?