Um gerador síncrono trifásico com ligação estrela, dois pol...

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Q432408
Eletricidade Equipamentos Elétricos , Motores ,
Ano: 2012 Banca: CESGRANRIO Órgão: Petrobras Prova: CESGRANRIO - 2012 - Petrobras - Técnico de Projetos, Construção e Montagem Júnior - Elétrica-2012 |
Q432408 Eletricidade
Um gerador síncrono trifásico com ligação estrela, dois polos, operando em 60 Hz, com reatância síncrona igual a 16 Ω e resistência desprezível, alimenta uma carga de 600 VA, com fator de potência unitário e tensão igual a 173 V entre fases.

Nessas condições, a regulação (reg) de tal máquina é tal que

Dado: √3 =1,73
Alternativas

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Gabarito: C

Fundamento decisivo: A ligação estrela exige usar grandezas por fase; como a carga tem fator de potência unitário e a resistência é desprezível, a parcela reativa fica em quadratura com a tensão terminal. Esse critério fasorial determina a regulação a comparar com os intervalos.

Tema central: Regulação de gerador síncrono
Análise das alternativas
A
Errada
O intervalo termina em 0,7%, abaixo da regulação calculada de aproximadamente 4,995%.
B
Errada
O limite superior de 1,8% é inferior à regulação calculada de aproximadamente 4,995%.
C
Certa
O cálculo deve ser feito por fase: V_f = 173/1,73 = 100 V. Como os 600 VA correspondem à potência aparente trifásica total, I_f = 600/(3 × 100) = 2 A. Assim, X_s I_f = 16 × 2 = 32 V. Com corrente e tensão terminal em fase, a parcela jX_s I_f fica em quadratura: |E_f| = √(100² + 32²) ≈ 104,995 V. Pela definição de regulação, reg = 100 × (|E_f| − V_f)/V_f ≈ 4,995%. Portanto, 4,8% < reg < 5,2%, como exige a alternativa C.
D
Errada
O intervalo começa em 5,2%, mas a regulação calculada é aproximadamente 4,995%, inferior a esse limite.
E
Errada
O intervalo começa em 37%, muito acima da regulação calculada de aproximadamente 4,995%.
Pegadinha da questão
O cálculo é por fase: os 173 V são tensão entre fases e os 600 VA são a potência aparente total. Além disso, fator de potência unitário não significa regulação nula: a parcela reativa permanece e deve ser somada fasorialmente, não aritmeticamente, à tensão terminal.
Dica para questões semelhantes
  • Em ligação estrela, converta a tensão entre fases em tensão de fase antes de usar o circuito equivalente por fase.
  • Para obter a corrente com a potência aparente trifásica total, use I_f = S/(3V_f).
  • Com fator de potência unitário e resistência desprezível, use |E_f| = √(V_f² + (X_s I_f)²), pois a parcela reativa está em quadratura com a tensão terminal.
  • Calcule reg = 100 × (|E_f| − V_f)/V_f e compare o resultado com os limites dos intervalos, preservando precisão suficiente para decidir.

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