Questões de Concurso Para engenharia elétrica

    Durante a frenagem regenerativa de um carro elétrico, o motor atua como um gerador, convertendo a energia cinética do veículo em energia elétrica. Suponha que, em uma determinada condição de frenagem, o sistema regenerativo gere uma tensão variável entre 100 V e 150 V. A bateria do carro tem uma tensão nominal de 300 V, mas, para que a energia seja eficientemente armazenada, é necessário que a tensão de carregamento seja 20 V maior devido às quedas de tensão no circuito carregador da bateria. O circuito possui um limitador de tensão apropriado para proteger o circuito carregador da bateria. 

    Indique a alternativa que apresenta o valor correto do duty cycle D do chopper elevador (boost converter) para garantir que a bateria seja carregada corretamente, considerando a tensão mínima gerada pela frenagem regenerativa.

A equipe de gestão de energia de uma empresa de tração elétrica identificou a presença de multas da concessionária local por baixo Fator de Potência (FP) em uma de suas oficinas do grupo de média tensão. A oficina tem uma carga acoplada de 11,5 MVA e FP = 0,8. Para evitar multas e garantir o equilíbrio financeiro, optou-se pela implementação de um banco capacitivo ligado em paralelo à instalação para corrigir o FP para 0,92. Indique a alternativa que apresenta corretamente o valor mínimo e aproximado da potência reativa (Q_C) a ser injetada pelo banco capacitivo para a correção proposta.

Sistemas elétricos podem ter aplicações distintas e conectar diversos tipos de cargas em paralelo. As cargas podem variar de puramente resistivas, mistas a puramente capacitivas ou indutivas. Cada uma delas será representada por sua potência e pelo seu Fator de Potência (FP). Para diversas atuações, como em gerenciamento de energia, é necessária a análise da equivalência final vista pelo gerador que alimentará estas cargas. Considere um sistema elétrico fictício com gerador equilibrado e tensão de linha de 12,5 kV rms que conecta paralelamente as seguintes cargas:

Carga 1: 30 kVA, FP=0,8;

Carga 2: 25 kVA FP=1;

Carga 3: 25 kVA, FP=0,6;

Carga 4: 10 kVar, puramente indutiva, portanto, FP nulo.

Analisando as cargas apresentadas, indique a alternativa correta que apresenta respectivamente os valores de corrente de linha e FP equivalente vistos pelo gerador. 

Conexões Y-Y em sistemas trifásicos apresentam-se como uma das mais utilizadas, econômicas e seguras devido à possibilidade de aterrar o neutro, por exemplo, em altas tensões. A figura apresenta um sistema simplificado de ligações de um circuito trifásico equilibrado de uma pequena oficina com uma carga equilibrada de impedância j5 Ω em cada fase, no qual se admite a corrente no fio neutro nula e, consequentemente, sua omissão no circuito representado. Sabendo que o sistema está totalmente equilibrado em sequência de fases positiva e conhecendo a tensão de linha da fonte e sua defasagem como V_ab= √3.100 ∠ 30° Vrms, indique a alternativa que apresenta corretamente as correntes de fase na carga I_a , I_b e I_c , respectivamente. 

Fonte: IFSP, 2024.

Circuitos elétricos trifásicos podem alimentar cargas equilibradas ou desequilibradas dependendo da aplicação a que se destinam ou do tipo de instalação elétrica envolvida. Aplicações com cargas desequilibradas devem ser tratadas com cuidado tanto na sua abordagem, como em suas ligações. Como apresentado na figura, para realizar as conexões entre fonte e carga de um sistema elétrico trifásico composto por fontes de tensão equilibradas e ligadas em Δ, e uma carga trifásica desequilibrada também ligada em Δ, foi necessário estimar previamente as correntes circulantes no sistema. Considerando a sequência de fases positiva em V_ab, V_bc e V_ca, sendo conhecido valor eficaz de V_ab e as impedâncias da carga, indique a alternativa correta que apresenta o módulo do valor da corrente de linha I_a rms aproximado.

Considere sen 60°=0,86.

Fonte: IFSP, 2024.

Em uma planta industrial, um motor trifásico de 9 kW é utilizado para acionar uma esteira transportadora que opera em um ambiente de produção contínua. O motor, que opera a 220 V e possui um fator de potência de 0,8, é acionado por partida direta, uma solução simples e eficaz para este tipo de aplicação. O engenheiro responsável pelo sistema precisa calcular a corrente de partida do motor, que é essencial para o dimensionamento adequado dos componentes de proteção e controle do motor. A corrente de partida do motor é aproximadamente cinco vezes a corrente nominal, de forma que possa garantir a segurança operacional da planta. Com base nessas informações, qual será a corrente de partida do motor, de forma aproximada? Considere um rendimento de 100% e use a aproximação √3=1,7.

Uma empresa necessita realizar a supervisão e controle de uma etapa de seu processo, para isso foi indicada a instalação de um Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA). Sobre os sistemas SCADA, é correto afirmar que:

I. SCADA é utilizado principalmente para monitorar e controlar processos industriais em tempo real, coletando dados de sensores e atuadores e permitindo a intervenção manual e a automática.

II. Os sistemas SCADA são exclusivamente projetados para ambientes de manufatura e não são adequados para aplicações em sistemas como distribuição de água e energia elétrica.

III. SCADA permite a integração de diferentes tipos de equipamentos e sistemas, fornecendo uma interface gráfica que ajuda os operadores a visualizar e analisar dados em tempo real.

IV. Embora SCADA seja essencial para monitoramento em tempo real, não possui capacidade de armazenar dados históricos, o que limita a análise de tendências e o diagnóstico de problemas.

Durante o desenvolvimento de um sistema de controle de velocidade para motores, um engenheiro está utilizando um microcontrolador de 8 bits para gerar um sinal PWM (Pulse Width Modulation). Para verificar a precisão do sinal gerado, ele utiliza um osciloscópio para analisar o sinal PWM. A largura do pulso do sinal PWM é definida por um código de 8 bits e exibida conforme o gráfico abaixo:

Fonte: IFSP, 2024

Sabendo que a base de tempo do osciloscópio está calibrada em 1 ms/DIV, a frequência do sinal PWM e o valor do código, em decimal, correspondente à largura do pulso valem, respectivamente: