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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA - 52_2026
QUESTÃO 1
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A conversão eletromecânica de
energia constitui um dos fundamentos mais importantes da engenharia elétrica,
sendo o princípio físico que governa o funcionamento de dispositivos como
motores elétricos, geradores e atuadores eletromagnéticos. Esses sistemas
operam a partir da interação entre campos eletromagnéticos e estruturas
mecânicas, resultando na transformação bidirecional entre energia elétrica e
energia mecânica.
Do ponto de vista analítico, essa conversão pode ser
descrita por meio da energia armazenada em campos magnéticos e sua variação em
função de grandezas elétricas (corrente, fluxo) e mecânicas (posição,
deslocamento angular). A formulação energética, baseada no conceito de
coenergia magnética, permite determinar forças e torques de maneira
sistemática, evitando a necessidade de análises diretamente baseadas em forças
de campo.
Em particular, para sistemas eletromecânicos com indutância
variável, a energia armazenada no campo magnético depende explicitamente da
posição mecânica, o que introduz um acoplamento não linear entre os domínios
elétrico e mecânico. Esse fenômeno é amplamente explorado em dispositivos como
relés, atuadores lineares e motores de relutância variável.
QUESTÃO 1
A
figura 1 apresentada descreve um circuito magnético excitado por uma bobina de espiras, enrolada sobre um núcleo
ferromagnético de permeabilidade magnética considerada infinita (). Essa
hipótese implica que a relutância do núcleo é desprezível em comparação com as
relutâncias dos entreferros, concentrando toda a queda de força magnetomotriz
(fmm) nesses elementos.
Considere o circuito magnético da
figura 1, alimentado por uma corrente 
, em uma bobina de
=500. Despreze efeitos de espraiamento de fluxo e
considere o núcleo com permeabilidade infinita. O sistema possui dois
entreferros em paralelo com as seguintes características:
a) Determinar a relutância
equivalente do circuito magnético.
(b) Determinar o fluxo magnético
total produzido pela bobina.
(c) Determinar os fluxos
individuais e em cada entreferro.
(d) Determinar a densidade de
fluxo magnético no entreferro 1.
Figura 1 –
a) Circuito Magnético;
b) circuito equivalente elétrico
Fonte: Adaptado pelo autor,
2026.
O circuito equivalente de um
transformador de 100MVA e 7.97kV:79,7kV é mostrado na Figura 2. Os parâmetros
do circuito são:
Observe
que a indutância de magnetização foi referida ao lado de baixa tensão do
circuito equivalente.
Figura
2: Circuito equivalente do transformador.
Fonte:
Elaborado pelo autor, 2026.
a)
Calcule o Módulo da impedância.
b)
Calcule a Condutância.
c)
Calcule a Susceptância.
d)
Calcule a Admitância total.
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