Conceitos Fundamentais de Eletricidade e Máquinas Elétricas

Eletromagnetismo e Espectro Eletromagnético

O espectro eletromagnético pode distinguir claramente os polos reais e também fornece uma representação da influência magnética no espaço.

Transformadores

Transformadores são usados para alterar a tensão e a corrente em linhas de energia CA.

A energia elétrica pode ser transferida do primário para o secundário através do núcleo de ferro comum por meio de um campo magnético variável.

Para aumentar a potência de um transformador, é necessário elevar o fator de potência da carga.

A FEM (Força Eletromotriz) induzida no secundário depende do número de voltas secundário.

As perdas de cobre de um transformador dependem da corrente de alimentação do transformador e da resistência do enrolamento.

As perdas no ferro de um transformador são produzidas pelos efeitos combinados de histerese e correntes parasitas.

Os enrolamentos do transformador são aquecidos em função da carga e da temperatura externa.

O transformador mede a intensidade ou tensão quando é necessário isolamento e não é possível fazer uma conexão direta.

A potência aparente de um transformador é a potência máxima que um transformador pode suportar.

Componentes de Máquinas Elétricas Rotativas

• Estator: A parte estacionária de uma máquina elétrica rotativa, seja de corrente contínua (CC) ou alternada (CA).
• Rotor: A parte móvel de uma máquina elétrica rotativa.
• Cabeça ou Carcaça: A parte que suporta a máquina e onde os componentes são fixados.
• Peças Polares: São os núcleos do circuito magnético, onde as bobinas são colocadas.
• Entreferro: O espaço entre os polos e o rotor.
• Enrolamento de Excitação: Tem um núcleo de ferro rodeado por uma bobina de excitação através da qual a corrente flui.

Tipos e Cálculo de Enrolamentos de Armadura

Os enrolamentos de armadura podem ser do tipo: anel, incorporado, progressivo ou regressivo, ondulado e tambor.

Para calcular um enrolamento de armadura, são necessários os seguintes dados:

• Número de ranhuras (slots)
• Número de polos
• Número de seções por bobina
• Tipo: progressivo ou regressivo
• Camadas: uma camada ou duas camadas
• Ligação
• Passo no coletor
• Passo de conexão
• Escovas

Enrolamento Imbricado (Lap Winding): Neste tipo de enrolamento, as bobinas são conectadas de forma que o final de uma bobina se liga ao início da próxima bobina adjacente no coletor. Pode ser progressivo ou regressivo, dependendo da direção da conexão.

Tipos de Excitação em Máquinas Elétricas

• Excitação Separada: O enrolamento de campo é alimentado por uma fonte de energia externa à máquina.
• Excitação Série: O enrolamento de campo é ligado em série com a armadura e a carga, sendo percorridos pela mesma corrente gerada pelo induzido e absorvida pela carga.
• Excitação Paralela (Shunt): Conecta-se em paralelo com a armadura e a carga, distribuindo a corrente entre eles.

Tipos de Motores e Geradores Elétricos

• Motores Síncronos: São motores CA cuja velocidade é constante e depende da frequência da rede elétrica à qual estão conectados.
• Motores de Indução: São motores CA cuja velocidade é variável e depende da frequência da rede elétrica à qual estão conectados.
• Dínamo: Um gerador que converte fluxo magnético em eletricidade pelo fenômeno da indução eletromagnética, gerando eletricidade CC.
• Motor Elétrico: Converte energia elétrica em energia mecânica. Pode ser de corrente contínua (CC) ou alternada (CA).