Engenharia Elétrica E Instrumentação

ENGENHARIA ELÉTRICA E INSTRUMENTAÇÃO

ENGENHARIA ELÉTRICA E INSTRUMENTAÇÃO

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Conteúdo

UNIDADE I

MÁQUINAS DC

1-29

1.1

Circuitos trifásicos, uma revisão

01

1.2

Construção de máquinas DC

08

1.3

Teoria de Operação de Geradores DC

09

1.3.1 Equação EMF do Gerador

11

1,4

Características dos Geradores DC

12

1,5

Princípio de Funcionamento dos Motores DC

18

1.5.1 Equação de Torque

19

1,6

Tipos de motores DC e suas características

19

1.6.1 Tipos de Motores CC

19

1.6.2 Características do Motor CC

22

1,7

Controle de Velocidade de Motores DC

24

1,8

Formulários

28

1,9

Problemas

28

UNIDADE II

TRANSFORMADOR

29-43

2.1.

Introdução

29

2.1.1 Classificação do Transformador

30

2.1.2 Enrolamentos Primário e Secundário

30

2.1.3 Funções das Partes do Transformador

31

2.1.4 Princípio de Operação

31

2.1.5 Transformador Ideal

31

2.2

Construção de Transformador Monofásico e

Princípio da Operação

31

2.3.

Equação EMF do Transformador

33

2.4.

Transformador sem carga

39

2,5

Transformador em carga

34

2.6

Circuito Equivalente do Transformador

35

2.6.1 Circuito Equivalente do Transformador Referido ao Primário

35

2.6.2 Circuito Equivalente Aproximado do Transformador 38

2.6.3 Circuito Equivalente do Transformador Referido ao Secundário

38

2.7

Regulagem do Transformador

39

2,8

Perdas e Eficiência do Transformador

39

2.9

Eficiência durante todo o dia

39

2.10

Transformador automático

40

2.11

Problemas

42

UNIDADE

MÁQUINAS DE INDUÇÃO E SÍNCRONAS

III

MÁQUINAS

43-

61

3.1

Tipos, Construção e Funcionamento de 3 Fases Motor de indução

43

3.2

Circuito equivalente

45

3.3

Construção de motores de indução monofásicos 47

3.3.1 Estator do Motor de Indução Monofásico 47

3.3.2 Rotor do Motor de Indução Monofásico

48

3.3.3 Princípio de funcionamento do motor de indução 49

monofásico

3.4

Tipos de motores de indução monofásicos

49

3,5

Teoria do campo giratório duplo

49

3.6

Métodos Iniciais

49

3.6.1 Motor de fase dividida de resistência 50

Motor de Partida do Capacitor 51

Motor de partida do capacitor e de funcionamento do capacitor 51

Motor de pólo sombreado 52

Tipos, Construção e Princípio de Funcionamento do Alternador 53

Tipos de alternador 53

Construção e princípio de funcionamento do Alternador 54

Equação de EMF induzida 55

Regulação de tensão 56

Princípio de funcionamento e métodos de Partida de Motores Síncronos 58

Curvas em V 60

UNIDADE IV FUNDAMENTOS DE MEDIÇÃO E INSTRUMENTAÇÃO 61-81

4.1

Características Estáticas e Dinâmicas de Medição 61

4.2

Erros na medição

65

4.3

Transdutores

67

4.4.

Transdutores de resistência

71

4,5

Medidor de tensão

73

4.6

Termistores

74

4.7

Transdutores capacitivos

76

4,8

Transdutor piezoelétrico

77

4.9

Transdutores Indutivos Variáveis

79

4.9.1 LVDT

79

4.9.2 RVDT

80

UNIDADE DE INSTRUMENTOS VANÁLOGOS E DIGITAIS 81-122

Voltímetro Digital (DVM) 81

Multímetro Digital (DMM) 84

Osciloscópio de armazenamento 85

Comparação de instrumentos analógicos e digitais 87

Ponte de pedra de trigo88

ponte dupla de Kelvin90

Ponte Maxwell90

Schering Bridge92

Ponte de Viena 93

Q-Meter94

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UNIDADE DE MÁQUINAS IDC 9

Circuitos trifásicos, uma revisão. Construção de máquinas de corrente contínua –

Teoria de funcionamento de geradores de corrente contínua – Características dos geradores de corrente contínua – Princípio de funcionamento de motores de corrente contínua – Tipos de motores de corrente contínua e suas características – Controlo de velocidade de motores de corrente contínua – Aplicações.

UNIDADE IITRANSFORMADOR9

Introdução - Construção e princípio de operação do transformador monofásico -

Equação EMF do transformador - Diagrama fasorial sem carga do transformador -

Diagrama fasorial do transformador em carga - Circuito equivalente do transformador

- Regulação do transformador - Perdas e eficiência do transformador - Eficiência durante todo o dia -autotransformadores .

UNIDADE III MÁQUINAS DE INDUÇÃO E MÁQUINAS SÍNCRONAS 9

Princípio de funcionamento de motores de indução trifásicos – Construção – Tipos –

Circuito equivalente – Construção de motores de indução monofásicos – Tipos de motores de indução monofásicos

– Teoria do campo giratório duplo – métodos de partida – Princípios do alternador –

Detalhes de construção – Tipos – Equação de CEM induzida – Regulação de tensão.

Métodos de partida de motores síncronos – Equação de torque – Curvas V – Motores síncronos.

UNIDADE IV BÁSICOS DE MEDIÇÃO E INSTRUMENTAÇÃO 9

Características Estáticas e Dinâmicas de Medição – Erros na Medição – Classificação de Transdutores – Resistivo Variável – Strainguage, termistor RTD – transdutor –

Transdutor Capacitivo Variável – Microfone Capacitor – Transdutor Piezo Elétrico –

Transdutor Indutivo Variável – LVDT, RVDT

UNIDADE DE INSTRUMENTOS VANÁLOGOS E DIGITAIS 9

DVM, DMM – Osciloscópio de armazenamento. Comparação dos modos de operação analógico e digital, aplicação do sistema de medição, erros. Medição de pontes R, L e C,

Wheatstone, Kelvin, Maxwell, Anderson, Schering e Wien Medição de Indutância, Capacitância, Resistência efetiva em alta freqüência, Q-Meter.

LIVROS DE TEXTO:

1. IJ Nagarath e Kothari DP, Máquinas Elétricas, McGraw-Hill Education (Índia) Pvt Ltd 4ª Edição, 2010

2. AKSawhney, A Course in Electrical & Electronic Measurements and Instrumentation, Dhanpat Rai and Co, 2004.

REFERÊNCIAS:

1. Del Toro, Fundamentos de Engenharia Elétrica Pearson Education, Nova Delhi, 2007.

2. WDCooper & ADHelfrick, Modern Electronic Instrumentation and Measurement Techniques, 5ª Edição, PHI, 2002.

3. John Bird, Teoria e Tecnologia do Circuito Elétrico, Elsevier, Primeira Edição Indiana, 2006.

4. Thereja .BL, Fundamentos de Engenharia Elétrica e Eletrônica, S Chand & Co Ltd, 2008.

5. HSKalsi, Instrumentação Eletrônica, Tata Mc Graw-Hill Education, 2004.

6. JBGupta, Medições e Instrumentação, SK Kataria & Sons, Delhi, 2003.

UNIDADE I

MÁQUINAS DC

Circuitos trifásicos, um sistema polifásico de revisão Circuito ou sistema em que as fontes CA operam na mesma frequência, mas fases diferentes, são conhecidos como polifásicos.

Sistema de duas fases

Um gerador consiste em duas bobinas colocadas perpendicularmente uma à outra.

A tensão gerada por um está atrasada em 90 em relação ao outro.

Sistema Trifásico

Um gerador consiste em três bobinas separadas por 120 . As tensões geradas são iguais em magnitude, mas fora de fase em 120 . O sistema trifásico é o sistema polifásico mais econômico.

Importância do Sistema Trifásico

Transmissão de potência uniforme e menor vibração das máquinas trifásicas.

A potência instantânea em um sistema 3 pode ser constante (não pulsante).

Motores de alta potência preferem um torque constante, especialmente aquele criado por um campo magnético rotativo.

O sistema trifásico é mais econômico que o monofásico. A quantidade de fio necessária para um sistema trifásico é menor do que a necessária para um sistema monofásico equivalente.

Geração

trifásica

Fig. 1.1 Gerador trifásico