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FOLHETO DE EXERCÍCIOS DE FEE Nº Enunciado 1. Apresente o circuito equivalente do transformador real, e explique a srcem e a função de cada elemento. 2. Um medidor de energia elétrica registrou durante um tempo de 6h o consumo de 8,952kWh, para uma certa carga trifásica. A tensão nominal da carga é 220V e sua corrente é 2,66A. Qual é o fator de potência desta carga? 3. Um transformador de 1000/220 V tem uma potência nominal de 3 kVA. Calcule: a) O número máximo de lâmpadas incandescentes de 75 W que é possível alimentar com este transformador b) O número máximo de lâmpadas fluorescentes de 75 W (cos þ = 0,6) que é possível alimentar com este transformador. 4. Um transformador monofásico de 150 kVA, 13,8 kV / 2,3 kV, 60 Hz , foi submetido aos ensaios de vazio e curto-circuito, na frequência de 60 Hz , e obtivemos: Ensaio de vazio, com alimentação pela baixa tensão: P = 1500 W, V = 2,3 kV e I = 2,2 A. Ensaio de curto-circuito, com alimentação pela alta tensão: P = 1600 W, V = 880 V e I = 10,87 A. Pede-se para determinar os parâmetros do circuito equivalente do transformador. 5. A corrente de excitação de um trafo, 1f, 10 kVA, 2200/220 V, 60 Hz, é 0,25 A medido no lado de alta. A impedância série do transformador é 10,4 + j 31,3 referido ao lado de alta. Tendo como base os valores nominais do trafo: (a)Determine as bases de tensão, corrente, e impedância para o lado de alta e de baixa. (b) Expresse a corrente de excitação em p.u para os lados de alta e baixa. 6. Para se calcular o número de espiras dos enrolamentos de um transformador fez-se um enrolamento auxiliar com 12 espiras enroladas em volta do núcleo. Aplicando uma tensão de 220 V no primário, mediu-se no secundário uma tensão de 120 V e no enrolamento auxiliar uma tensão de 3 V. Calcule o número de espiras do primário e do secundário deste transformador. 7. Duas impedâncias expressas em pu nas bases 100 kVA e 13,2 kV , valem 0,5∟40º pu e 1,5∟40º pu . Calcule quanto vale a impedância equivalente às duas associadas em paralelo, nas bases 500 kVA e 15,2 kV. 8. Explique as principais razões para se fazer o transporte de energia em alta tensão e a razão da utilização de cabos nús nas linhas de transmissão aéreas. 9. Um gerador trifásico de 3125 kA, 4,16 kV tem reatância de 0,94 ohms. A sua reatância em pu é 0,1697 pu. Determine a reatância em pu nas bases 10 MVA e 10kV. 10. Uma linha de transmissão bifilar aérea é suprida por uma fonte de tensão constante igual a 800V. A indutância dos condutores é de 0,00124H/km e sua capacitância é 0,0079.10 -6 F/km. Tratando-se de uma linha sem perdas, sendo o comprimento 200 km. Determine: 2. A impedância natural. 3. A constante de propagação. 4. A tensão e a corrente na extremidade da linha 11. Apresente uma tabela/quadro comparado as linhas aérea, subterrâneas e submarinas, em termos de custo de instalação, custo de manutenção, segurança, estética, riscos, etc. 12. Um consumidor residencial tem uma carga que apresenta demanda instantânea de 1 KW, que se mantém constante durante três minutos, ao fim dos quais passa bruscamente para 1,2 KW, mantém-se constante durante três minutos e assim continua de 0,2 em 0,2 KW até atingir 4 KW, quando se mantém constante por três minutos ao fim dos quais cai abruptamente para 1 KW e repete o ciclo. a) Represente o diagrama de Carga para este consumidor. Calcule a energia total consumida por ele após 22 minutos 13. Um gerador trifásico ligado em estrela alimenta uma carga resistiva trifásica também ligada em triângulo com resistências 10Ω, 20Ω, e 30Ω . Se a tensão em entre as fases é de 380V , determine: a) As correntes de linha e de fase. b) As potências activa, reactiva e aparente total do sistema. 14. Determine as correntes de fase e de linha no circuito triangulo equilibrado abaixo. U L =220V. 15. Para a figura ao lado determinar a energia total consumida e a potência média. 16. Para a figura ao lado determinar a energia total consumida e a potência média. 17. Para a figura ao lado determinar a energia total consumida e a potência média. 18. A que velocidade tem de girar um gerador síncrono octopolar de forma a produzir uma tensão de 60 Hz de frequência. 19. Um motor de corrente contínua é utilizado para puxar um gerador síncrono e constituir uma fonte de tensão de frequência variável. Se a velocidade do motor variar de 820 a 1960 rpm, sendo o gerador tetrapolar, qual a gama de frequências que é possível obter? 20. Um gerador síncrono trifásico de 1000 KVA, 2200 V, 60 Hz, é ligado em Y. calcule a corrente de linha à plena carga. 21. Se o gerador do problema anterior entregar uma carga de 720kW, com cos φ=0,8, calcule a corrente de linha. 22. Uma carga trifásica de 10Ω/fase pode ser ligada através de um comutador em estrela ou em triângulo. Quando ligada a um gerador síncrono trifásico, calcule: a) A potência dissipada em Y. b) A potência dissipada em Δ. 23. Num gerador síncrono de 250kVA, 1260V e ligação do induzido em estrela (Y), alterou- se a ligação para triangulo (Δ). Determine os valores de Potência Aparente (S), Corrente de Linha (I L ), Tensão de Linha (U L ). 24. A tensão de fase num gerador síncrono de 60 Hz é 4600 V, com uma corrente de excitação de 8A. Determine a tensão em circuito aberto a 50 Hz, se a corrente de excitação for 6A. 25. Se o gerador do problema anterior for utilizado numa rede de 50 Hz, qual será a tensão aos terminais se a ligação for em estrela (Y)? E se for em triângulo (Δ)? 26. Um gerador síncrono trifásico tetrapolar roda a 1800 rpm e produz uma tensão com a sequência ACB. Assuma os seguintes valores: Bm = 1,2 T, comprimento da armadura 0,5 m. Diâmetro interior do estátor 0,4m a) Determine a f.e.m. induzida por fase b) Expresse as tensões geradas no domínio do tempo c) Expresse as tensões como vectores 27. Para o gerador do problema anterior, calcule as tensões de linha se o enrolamento do induzido está ligado em estrela. 28. Um gerador síncrono tetrapolar gira a 1800 rpm. O fluxo máximo por pólo é 0,032Wb. O enrolamento tem 280 espiras/fase. Calcule a f.e.m induzida/fase. 29. Se o gerador do problema anterior tem uma potencia nominal de 800 kVA e está ligado em estrela (Y), qual é a corrente nominal? 30. Se o gerador do problema 11 está ligado em triângulo (Δ) e entrega 600 kW com um factor de potência de 0,866. Calcule a corrente de linha. 31. Um induzido trifásico octopolar, tem um total de 504 condutores activos. O fluxo por pólo é 0,0128 Wb e é sinusoidal. A frequência é de 60Hz. Calcule a f.e.m. induzida por fase. 32. O fluxo máximo por pólo de um gerador octopolar é 0,016 Wb. A frequência nominal é 60Hz. A máquina tem um total de 1728 condutores. Qual a tensão em circuito aberto se o induzido estiver ligado em triângulo com 2 enrolamentos em paralelo por fase? 33. Um gerador síncrono trifásico de 250 kVA, 660 V, 60 Hz está ligado em Y. A resistência do induzido é de 0,2Ω/fase e a reactância síncrona é de 1,4Ω/fase. Calcule a regulação de tensão à plena carga e cos φ=1. 17. Calcule a regulação de tensão do problema anterior à plena carga e a) cos φ=0,866 em atraso b) cos φ=0,7 em avanço 34. Um gerador trifásico ligado em estrela, de 1000kVA, 4600V, 60 Hz apresenta uma tensão em vazio de 8350V. O gerador opera à potência nominal (Snom) com cosφ=0,75 em atraso. Calcule: a) A reactância síncrona (despreze a resistência da armadura) b) A regulação de tensão c) O ângulo de carga (δ) d) A potência desenvolvida (ou interna, no entreferro) e) A nova tensão e potência aparente (Snom) se os enrolamentos do induzido forem reconectados em triângulo (Δ) 35. Um gerador síncrono de 100 kVA tem perdas totais de 5,5 kW quando entrega a potência nominal com um cosφ=0,8. Calcule o rendimento percentual. 36. Um gerador trifásico de 25 kVA, 220V, entrega a sua potência nominal com um factor de potência de 0,8 em atraso. A resistência dos enrolamentos medida entre 2 terminais e quando ligados em Y, é de 0,20Ω. A reactância síncrona é de 0,6Ω/fase. A corrente de excitação é de 9,3A a 115Vdc (multiplicar por um factor de correcção de 1,25, para obter valor efectivo em AC). As perdas por atritos mecânicos são de 460W e as perdas magnéticas são de 610W. Calcule: a) A regulação de tensão b) O rendimento à plena carga
