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Questões de Concurso sobre Transformadores e Máquinas Elétricas
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Um aprendiz de eletrotécnica observa que, ao utilizar uma extensão de grande comprimento (30 metros) para alimentar simultaneamente uma serra circular e um aspirador industrial, as ferramentas apresentam perda de torque ("perda de força") e o cabo da extensão sofre um aquecimento excessivo. Considerando as leis da física aplicadas aos condutores elétricos, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa CORRETA.
A
O aumento do comprimento do condutor eleva a resistência ôhmica do circuito, o que gera uma queda de tensão acentuada sob carga e dissipa energia em forma de calor pelo efeito Joule.
B
O aquecimento do condutor ocorre exclusivamente devido ao atrito mecânico dos elétrons, não possuindo relação direta com a intensidade da corrente elétrica circulante.
C
A redução do torque das ferramentas motorizadas é um fenômeno puramente magnético, sendo independente da estabilidade da tensão nominal fornecida pela rede.
D
A resistência do cabo é inversamente proporcional ao seu comprimento, portanto, extensões longas deveriam melhorar a entrega de tensão para a carga.
E
A queda de tensão é um fenômeno estático que ocorre apenas quando as ferramentas estão em repouso, desaparecendo no momento em que a corrente atinge seu valor nominal.
Nos sistemas elétricos de bordo, os transformadores desempenham papel essencial na alimentação de cargas auxiliares, na conversão de níveis de tensão e no isolamento funcional entre circuitos. Como operam em regime contínuo e estão sujeitos a restrições de espaço e eficiência, seu projeto busca reduzir ao máximo as perdas internas. Considerando o funcionamento dos transformadores empregados em embarcações, a principal finalidade do uso de núcleo laminado de aço silício consiste em:
A
melhorar a dissipação térmica do equipamento, adequando-o às condições de ventilação restrita a bordo
B
aumentar a resistência elétrica dos enrolamentos, limitando correntes de curto-circuito nas redes de bordo
C
garantir o isolamento elétrico entre os enrolamentos primário e secundário, atendendo às exigências de segurança naval
D
reduzir as perdas magnéticas associadas às correntes parasitas e ao ciclo de histerese, aumentando a eficiência do transformador
O conceito de campo magnético girante é a base do funcionamento de diversas máquinas elétricas. Assinale a alternativa que descreve corretamente a origem deste campo e o tipo de máquina que o utiliza.
A
É originado pela variação da relutância magnética no entreferro de motores de passo, não dependendo de correntes alternadas senoidais.
B
É criado pela alimentação de uma bobina única com corrente contínua pulsante, sendo utilizado principalmente em transformadores de potência trifásicos.
C
Surge exclusivamente em rotores de gaiola de esquilo quando estes são alimentados por fontes de tensão contínua externa.
D
É produzido por um sistema de correntes alternadas desfasadas no tempo, circulando em enrolamentos desfasados no espaço, sendo a técnica base das máquinas de indução e síncronas.
E
É gerado pela rotação mecânica de ímãs permanentes no estator, sendo a técnica exclusiva das máquinas de corrente contínua de grande porte.
Os transformadores trifásicos são equipamentos essenciais para a transmissão e distribuição de energia elétrica, permitindo a elevação ou redução de níveis de tensão. Sobre o funcionamento e as características desses equipamentos, analise as assertivas a seguir:
I. O núcleo de um transformador trifásico de três colunas permite o retorno do fluxo magnético através das colunas adjacentes, tornando o fluxo de sequência zero muito sensível à configuração do enrolamento.
II. Em uma ligação estrela-estrela (Y-Y), a presença de cargas desequilibradas ou harmônicas de terceira ordem no lado secundário pode causar o deslocamento do neutro, a menos que o neutro seja solidamente aterrado ou exista um enrolamento terciário em delta.
III. A ligação delta-delta (Δ-Δ) é comumente utilizada em sistemas de distribuição de alta tensão para permitir o aterramento direto do sistema, facilitando a proteção contra faltas fase-terra.
IV. Em um transformador trifásico de núcleo de três colunas, a soma dos fluxos magnéticos instantâneos é sempre igual a zero, o que permite o funcionamento do equipamento mesmo sem um caminho de retorno de fluxo externo.
V. Quando dois transformadores trifásicos operam em paralelo, é fundamental que possuam a mesma sequência de fase, a mesma relação de transformação e o mesmo grupo de ligação (ou deslocamento angular compatível).
VI. O fluxo de sequência zero em um transformador trifásico é obrigatoriamente nulo em todas as configurações de ligação, independentemente da presença de um caminho de retorno para a corrente de neutro.
Quais estão corretas?
A
Apenas I, II e V.
B
Apenas II, IV e VI.
C
Apenas III, V e VI.
D
Apenas I, II, IV e V.
E
Apenas I, III, IV e V.
Seja uma transformação linear T: R3→ R3, tal que T(x,y, z) = (x + 2y + z, 3x - y + 4z,y + z). Sendo assim, pode-se afirmar que a transformação:
A
é somente injetora.
B
é somente injetora e sobrejetora.
C
é sobrejetora.
D
não é injetora, pois o núcleo da transformação (Ker(T)) ≠ 0.
E
não é sobrejetora, pois não é injetora.
Considerando-se motores elétricos de indução trifásicos de mesma potência, a impedância de um rotor bobinado é menor que a de um rotor gaiola de esquilo.
C
Certo
E
Errado
Uma usina termelétrica injeta na rede uma potência ativa de 500 MW em 69 kV (tensão linha-linha), em um sistema trifásico, com fator de potência cos φ = 0,85 (indutivo/atrasado). Desprezando as perdas na linha, determine a corrente de linha associada a essa operação e assinale a alternativa correta.
A
4,18 kA.
B
4,92 kA.
C
8,53 kA.
D
8,72 kA.
E
8,90 kA.
Um transformador Yd1 é conectado em um sistema elétrico no qual um dos lados é de alta tensão e o outro é de média tensão.
Nesse caso, é correto afirmar que o lado de média tensão
A
atrasa em relação ao lado de alta tensão em 30°.
B
adianta em relação ao lado de alta tensão em 30°.
C
atrasa em relação ao lado de alta tensão em 60°.
D
adianta em relação ao lado de alta tensão em 60°.
E
mantém-se em fase com o lado de alta tensão.
O gerenciamento dos contratos de energia elétrica entre a concessionária e o consumidor tem como fator primordial o controle do uso eficaz dos equipamentos elétricos.
Sendo os transformadores os equipamentos que fazem a adequação do valor da tensão sobre as cargas, mensurar as suas perdas durante o período de uso é fundamental para a redução das perdas elétricas do sistema de alimentação de edificação.
No que se refere aos valores das perdas nos transformadores, avalie as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.
( ) Qualquer ensaio tem de ser realizado quando as verdadeiras cargas estão conectadas aos seus alimentadores. O rendimento diário é calculado utilizando o fator de potência, a tensão nominal, a percentagem da corrente sobre a carga, durante um período de 24h.
( ) Se as cargas forem alimentadas pelo lado de BT do transformador, o ensaio em curto circuito deverá ser realizado através deste lado. Os medidores e o curto circuito serão dados no lado de BT.
( ) A determinação das perdas no núcleo será obtida através do ensaio em curto. Os medidores devem ser ligados no primário e o curto circuito dado no secundário.
( ) Alimentado com tensão BT nominal, onde estarão os medidores, e com o lado de AT sem corrente, o wattímetro registrará a perda devido à histerese magnética e as correntes parasitas.
( ) Para o cálculo do rendimento nominal serão válidos os valores do ensaio sem carga, realizado com tensão nominal. E ainda, a perda no cobre obtida com corrente de carga nominal.
As afirmativas são, respectivamente,
A
V – V – F – F – F.
B
V – F – V – F – V.
C
F – F – F – V – V.
D
F – V – V – V – F.
Durante a verificação do funcionamento de um painel elétrico dotado de circuito auxiliar em baixa tensão, um eletricista analisa um transformador monofásico responsável pelo rebaixamento da tensão de alimentação. O transformador possui 1.000 espiras no primário e 100 espiras no secundário. Sabendo-se que o primário está ligado a 220 V e que o secundário alimenta uma carga resistiva de 5,5 Ω, assinale a alternativa que indica corretamente a corrente no enrolamento primário. Considere que o transformador seja ideal e despreze as perdas.
A
0,2 A
B
0,4 A
C
0,8 A
D
2,0 A
E
4,0 A
Um aquecedor elétrico residencial monofásico opera em uma tensão de 220 V e solicita uma corrente elétrica de 40 A. Esse equipamento permanece ligado durante 4 horas por dia.
Com base nessas informações, a energia elétrica consumida no período de 30 dias é de
A
528 kWh.
B
880 kWh.
C
960 kWh.
D
1056 kWh.
E
1200 kWh.
Em um transformador com um enrolamento primário e um secundário, a razão entre a quantidade de suas espiras determina a:
A
classe de potência
B
relação de transformação
C
perda no entreferro do núcleo
D
eficiência do fluxo magnético do núcleo
Considere um transformador ideal com N1 espiras no enrolamento primário e N2 espiras no enrolamento secundário. Se as tensões no primário e no secundário são, respectivamente, V1 e V2, qual das seguintes expressões descreve corretamente a relação entre o número de espiras e as tensões?
A
V1 + N1 = V2 + N2
B
V1/V2 = N2/N1
C
V1/N2 = V2/N1
D
V1/V2 = N1/N2
E
V1.N1 = V2.N2
Transformadores de potência podem ser utilizados em paralelo para aumentar a confiabilidade e a capacidade de transformação de uma subestação. Analise as seguintes afirmativas sobre o paralelismo de transformadores.
I. Os transformadores não devem ter o mesmo deslocamento angular.
II. As tensões secundárias devem ser iguais.
III. As potências nominais das diversas unidades devem ser iguais.
IV. As impedâncias percentuais devem ser preferencialmente iguais.
Estão corretas apenas as afirmativas:
A
II e IV.
B
I e III.
C
III e IV.
D
II e III.
No laboratório de máquinas elétricas o professor solicitou aos alunos para montar um transformador trifásico utilizando 3 (três) transformadores monofásicos de 127-220 V. Sabendo-se que a tensão de linha da tomada trifásica do laboratório é 220 V e que as cargas ligadas no secundário do transformador trifásico são lâmpadas de 220 V, assinale a alternativa correta com relação as ligações do primário e do secundário do transformador trifásico.
A
Ligações do primário e secundário em Delta
B
Ligação primário em Delta e do secundário em Estrela.
C
Ligação primário em Estrela e do secundário em Delta.
D
Ligação primário em Delta e do secundário em Zig-zag.
Um transformador consome uma corrente de 0,8 A quando o primário é ligado em 220 V / 400 Hz, e o secundário é mantido sem carga. Nessas condições, a potência absorvida da rede é de 55 W. O valor da corrente de magnetização do transformador é:
A
1,25 A.
B
0,45 A.
C
0,76 A.
D
0,82 A.
Uma máquina de condicionamento de ar será utilizada para manter o ambiente a 298,0 K. A carga térmica a ser removida, deste ambiente, é igual a 4,47 kW e o ambiente externo está com uma temperatura de 308,0 K.
Considere o esquema da máquina de condicionamento a seguir
Admitindo que o equipamento é um refrigerador que opera segundo um ciclo de Carnot. A potência necessária, em kW, para acionar o condicionador de ar é de
A
0,15
B
0,12
C
0,20
D
0,25
E
0,10
Um eletrotécnico necessita fazer a instalação de um transformador trifásico estrela-triângulo para suprimento de um novo galpão logístico do órgão em que trabalha. O fornecimento da distribuidora se dará em circuito trifásico de 13,8 kV e o galpão será suprido em 380 V/220 V. Se a corrente esperada no primário do transformador é de 10 A para a carga projetada no galpão, o dimensionamento dos cabos no secundário deve ser feito para aproximadamente quantos amperes?
A
220 A.
B
370 A.
C
450 A.
D
630 A.
Um transformador trifásico de 150 kVA (13.8 kV / 380-220 V) é um equipamento robusto utilizado em subestações. Quais são as partes principais que compõem este equipamento?
A
Estator bobinado, rotor de polos lisos, escovas de grafite e tanque de expansão.
B
Núcleo ferromagnético, enrolamentos (AT e BT), tanque com óleo isolante, buchas de porcelana e comutador de derivações (tap).
C
Bobinas de indução em curto-circuito, entreferro ajustável, condensadores de partida e carcaça de ferro fundido.
D
Placas de silício semicondutor, dissipadores de calor em alumínio, fusíveis NH e inversores de frequência.
E
Escovas de compensação, coletor de lâminas, tanque de óleo mineral e radiadores de ar forçado.
Um transformador ideal apresenta relação de espiras igual a 1:2 e a tensão no primário não apresenta componente DC e é do tipo senoidal com valor RMS igual a 20 V.
Uma carga de 5 kΩ é conectada ao secundário.
Os valores da tensão RMS e da corrente de pico no secundário, respectivamente, são
A
40 V e 8√2 mA.
B
20√2 V e 5 mA.
C
240 V e 8 mA.
D
220 V e 8√2 mA.
E
40 V e 8 mA.
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