Conversão Eletromecânica De Energia

ATIVIDADES PRÁTICAS

SUPERVISIONADAS

Engenharia Elétrica

5ª Série

Conversão Eletromecânica de Energia

A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de

ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas

programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:

Favorecer a aprendizagem.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e

eficaz.

Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado.

Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.

Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes

Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.

Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas

práticos relativos à profissão.

Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação

intelectual.

Para atingir estes objetivos a ATPS propõe um desafio e indica os passos a

serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução.

A sua participação nesta proposta é essencial para que adquira as

competências e habilidades requeridas na sua atuação profissional.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida

profissional.

AUTORIA:

Cibele Abreu Makluf

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 2 de 10

COMPETÊNCIAS E HABILIDADES

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências

e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, descritas a seguir.

Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à

Engenharia.

Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados.

Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos.

Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia.

Produção Acadêmica

• Relatório parcial, com os resultados das pesquisas realizadas e lista de exercícios

propostos na Etapa 1.

• Relatório parcial, com os resultados das pesquisas realizadas, relatório do

experimento e lista de exercícios propostos na Etapa 2.

• Relatório parcial, com os resultados das pesquisas realizadas e lista de exercícios

propostos na Etapa 3.

• Relatório parcial, com os resultados das pesquisas realizadas e relatório do

experimento propostos na Etapa 4.

• Apresentação em Power Point proposto na Etapa 4.

• Relatório Parcial com os resultados do projeto proposto no desafio.

Participação

Esta atividade será, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte,

pelo grupo. Para tanto, os alunos deverão:

• Organizar-se, previamente, em equipes de 3 participantes ou conforme a

orientação do professor;

• Entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e

• Observar, no decorrer das etapas, as indicações: Aluno e Equipe.

Padronização

O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as

normas da ABNT1, com o seguinte padrão:

• Em papel branco, formato A4;

• Com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;

• Fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;

• Espaçamento de 1,5 entre linhas;

• Se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com

um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas;

• Com capa, contendo:

• Nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;

• Nome e RA de cada participante;

• Título da atividade;

• Nome do professor da disciplina;

1 Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em:

<http://issuu.com/normalizacao/docs/normaliza____o_de_trabalhos_acad__m >.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 3 de 10

• Cidade e data da entrega, apresentação ou publicação.

DESAFIO

Um motor simples consiste de uma bobina que gira entre dois ímãs permanentes. Na

figura abaixo temos a representação de um motor.

Figura 1- (a) Os pólos magnéticos da bobina (representados como ímã) são atraídos pelos pólos opostos dos ímãs

fixos. (b) A bobina gira para levar esses pólos magnéticos o mais perto possível um do outro mas, (c) ao chegar nessa

posição o sentido da corrente é invertido e (d) agora os pólos que se defrontam se repelem, continuando a

impulsionar o rotor. [1]

A equipe de alunos deverá montar um motor simples para ilustrar o funcionamento

de um motor elétrico, utilizando materiais básicos como: pilhas, imã, alfinetes, rolhas, latas,

fios de cobre, etc.

Consultar o site: www.feiradeciencias.com.br, nele são apresentados vários tipos de

montagem didática de motores, com a descrição dos materiais utilizados e procedimentos. O

professor deverá escolher um modelo de projeto para cada equipe, sendo que esses foram

retirados do site mencionado acima, como listados abaixo.

Projeto 1: Motor Elétrico 00 (referência no site A0)

Projeto 2: Motor Elétrico 01 (referência no site A1)

Projeto 3: Motor Elétrico 02 (referência no site A2)

Projeto 4: Motor Elétrico 03 (referência no site A3)

Projeto 5: Motor Elétrico 04 (referência no site A4)

Projeto 6: Motor Elétrico 05 (referência no site A5)

Projeto 7: Motor Elétrico 06 (referência no site A6)

Projeto 8: Motor Elétrico 07 (referência no site A7)

Projeto 9: Motor Elétrico 08 (referência no site A8)

Projeto 10:Motor Elétrico 09 (referência no site A9)

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 4 de 10

A descrição dos projetos sugeridos acima está disponível em:

<http://www.feiradeciencias.com.br/sala22/index22.asp>. Acesso em 17 out. 2012

A equipe deverá apresentar ao professor o protótipo do motor funcionando, bem

como um relatório completo sobre o experimento. Entregar ao professor no final do último

bimestre.

Objetivo do desafio

Montar um motor elétrico simples utilizando materiais básicos do dia-a-dia.

ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas )

Aula-tema: Introdução à conversão eletromecânica de energia, Revisão: Forma Polar

e retangular. Circuitos RL, RC e RLC, Circuitos Trifásicos Equilibrados- Delta e

Estrela.

Esta atividade é importante para que você conheça os mecanismos de conversão

eletromecânica de energia, faça uma revisão nas formas representativas dos números

complexos: polar e retangular, circuitos RL, RC e RLC, bem como a caracterização dos

circuitos trifásicos nas suas ligações delta e estrela.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Fazer uma pesquisa na bibliografia padrão e complementar ou internet sobre os princípios e

conceitos básicos sobre a conversão eletromecânica de energia. Fazer um texto explicativo

contendo uma introdução à conversão eletromecânica de energia, focando nos sistemas de

conservação de energia, dispositivos de conversão, princípios, tipos de conversão, balanço de

energia, dentre outros tópicos que considerarem relevantes. Entregar ao professor no final do

bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• BARBI, Ivo. Introdução à teoria da conversão eletromecânica de energia. Instituto de

Eletrônica de Potência de São Carlos. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sLVRnN1hEQjl1TjA>. Acesso em

01 de out. 2012.

• MARTINS, Geomar. Conversão eletromecânica de Energia. Universidade Federal de

Santa Maria. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2saG1sc2hyX2NKdE0>. Acesso em

01 de out. 2012.

• ALVARENGA, Bernardo. Conversão Eletromecânica de Energia 2. Universidade

Federal de Goiás. 2012. Disponível em: <

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 5 de 10

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sdmhXWWhjZVNKMDg>.

Acesso em 01 de out. 2012.

• Princípios da Conversão Eletromecânica de energia. Universidade Federal de

Uberlândia. 2010. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sUEIwZlNEekV3OVE>. Acesso

em 01 de out. 2012.

Passo 2 (Aluno)

Pesquisar os conceitos e características das formas representativas dos números complexos:

polar e retangular, bem como as características dos circuitos RL, RC e RLC. Resumir e

entregar ao professor no final do bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• MORAES, João Pires. Números complexos. Universidade Estadual de Goiás.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sU0VFMWRhN01wVUU>. Acesso

em 01. Out. 2012.

• SERAFIM, Emerson. Números Complexos. Centro Federal de Educação Tecnológica de

Santa Catarina. Disponível em:<

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sT2t2MWdDMExSWWc>. Acesso

em 01 de out. 2012.

Passo 3 (Aluno)

Buscar informações teóricas sobre os circuitos trifásicos equilibrados – Delta e Estrela. Fazer

um resumo com os tópicos abordados, focando na produção de tensão trifásica, os diferentes

tipos de ligação, ângulos de tensão, cargas equilibradas nas ligações, entre outros pontos

relevantes. Fazer um texto explicativo e entregar ao professor no final do bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• Circuitos Trifásicos. Universidade Estadual Paulista. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sTWJQRW55Z25KdlU>. Acesso

em 01 de out. 2012.

• Circuitos Trifásicos. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sZWptaFoxXzhwMzQ>. Acesso

em 01 de out. 2012.

Passo 4 (Equipe)

Resolver a lista de exercícios propostos, disponível em: MAKLUF, Cibele Abreu. Exercícios

de Revisão: Forma Polar e Retangular/Circuitos RL, RC e RLC/Circuitos Trifásicos

Equilibrados. Universidade Estadual de Campinas Disponível em:<

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2seVNvZnpobU5KTVU>.Acesso em 17

out. 2012. Entregar ao professor no final do bimestre.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 6 de 10

ETAPA 2 (tempo para realização: 5 horas )

Aula-tema: Magnetismo e Eletromagnetismo, Unidades Magnéticas, Curvas de

Magnetização, Histerese e Circuitos Magnéticos, Lei de Ohm para circuitos

magnéticos, indução eletromagnética, Lei de Faraday e Lei de Lenz.

Esta atividade é importante para que você conheça os conceitos de magnetismo e

eletromagnetismos presentes no sistema de conversão eletromecânica de energia.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Estudar os principais conceitos do magnetismo e eletromagnetismo nos sistemas de

conversão eletromecânica, focando nos circuitos magnéticos, unidades magnéticas e curvas

de magnetização. Produzir um texto com os temas abordados. Entregar ao professor no final

do bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• FERREIRA, Eliner Afonso. Estudo das propriedades magnéticas e da microestrutura

em imãs permanentes a base de Pr- Fe- B- Co- Nd obtidos pelos processos HD e

HDDR. Universidade de São Paulo. 2008. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sbFlRaEQtV2F2cXM >. Acesso em

02 out. 2010.

• CATARINO, João. Magnetismo e Eletromagnetismo. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2seFZwTXhaRzZGeGc>. Acesso

em 02 out. 2010.

• JUNIOR, Jorge Alberto Lewis. Desenvolvimento de Compósitos Magnéticos Macios

em núcleos de máquinas elétricas. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2009.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sVkhxdzdJWUZnM1E>. Acesso

em 02 out. 2012.

Passo 2 (Aluno)

Pesquisar na bibliografia padrão ou complementar ou internet sobre a Histerese, lei de Ohm

para os circuitos magnéticos e indução eletromagnética. Utilizar figuras e esquemas para

produzir um texto didático com os assuntos vistos. Entregar ao professor no final do

bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• PETRI, Clovis Antônio. Curvas de Magnetização e Histerese, Perdas Magnéticas,

Materiais Magnéticos. Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina.

2007. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sWnIzMFFZWDNEa1E>. Acesso

em 02 out. 2012.

• FERREIRA, Danton Diego. Circuitos Magnéticos. Universidade Federal de Lavras.

Disponível em: <

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 7 de 10

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sendBWUpGMW81ZzA>. Acesso

em 02 out. 2012.

• MUSSOI, Fernando Luiz Rosa. Fundamentos de Eletromagnetismo. Centro Federal de

Educação Tecnológica de Santa Catarina. 2007. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sN2dYeFcxWFpyLVU >. Acesso

em 02 out. 2012.

Passo 3 (Equipe)

Procurar informações teóricas sobre as características e conceitos principais das Leis de

Faraday e Lei de Lenz. Fazer um resumo e resolver a lista de exercícios propostos disponível

em: MAKLUF, Cibele Abreu. Exercícios de Revisão. Universidade Estadual de Campinas.

Disponível em: < https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sY0lsRTd4NjVEOFU>.

Acesso em 17 out. 2012. Entregar ao professor no final do bimestre.

Sugestão

Assistir a vídeo aula: Lei de Faraday, disponível em <

http://www.youtube.com/watch?v=M7d7pB0oeLw> e a vídeo aula: Lei de Lenz disponível em: <

http://www.youtube.com/watch?v=99NSwEWlkXo&feature=related>.

Sites sugeridos para pesquisa

• A lei de Faraday. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sdHJCbUI3Y0RmVW8 >. Acesso

em 02 out. 2012.

• PETRI, Clovis Antônio. Lei de Faraday e Lenz: Autoindutância e indutores. Centro

Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sUG1OX3paSmhCb28>. Acesso

em 02 out. 2012.

Passo 4 (Equipe)

Realizar o experimento prático disponível em: MAKLUF, Cibele Abreu. Experiência Lei de

Faraday-Lenz. Universidade Estadual de Campinas. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sTmVtSDJ1LWQ1WjQ>. Acesso em 17

out. 2012. Entregar um relatório contendo: Resumo, Objetivos, Introdução Teórica, Pratica

Experimental, Conclusões e Referências Bibliográficas. Entregar ao professor no final do

bimestre.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 8 de 10

ETAPA 3 (tempo para realização: 5 horas )

Aula-tema: Transformadores. Princípio de Funcionamento, Perdas em

Transformadores, Circuitos Equivalentes de transformadores, Conexões de

transformadores.

Esta atividade é importante para que você conheça os princípios e fundamentos dos

transformadores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler o artigo: RIBEIRO, N.S.S; MENDES, W.R. Influência das conexões dos transformadores

de potência na propagação dos afundamentos de tensão pelo sistema elétrico. 2009.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sOXQ5aTEzZ0Mtd2M>. Acesso em 17

out. 2012. Fazer um resumo focando no princípio de funcionamento dos transformadores,

tipos de transformadores, tipos de perdas, relação de transferência, circuitos equivalentes,

cálculos de transformador. Entregar ao professor no final do bimestre.

Sugestão

Assistir ao vídeo, disponível em:

<http://www.youtube.com/watch?v=DfikyhIgWN0&feature=related>.

Sites sugeridos para pesquisa

• ZANCHET, Ederson. Transformadores. Faculdade Assis Gurgacz. 2010. Disponível

em: < https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sOEtBVVBRNEF3ZTA>.

Acesso em 02 out. de 2012.

• Transformadores, Reatores, Capacitores e Resistores. Senai. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2saU1DcVlUcVM5LXc>. Acesso

em 02 out. de 2012.

• SANTOS, Luciano. Cálculo das Perdas Técnicas dos Transformadores de Distribuição,

operando em ambiente não senoidal. Universidade Estadual Paulista. 2006.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sQnlUSmVHb1IwTG8>. Acesso

em 02 out. de 2012.

Passo 2 (Aluno)

Pesquisar sobre os tipos de ensaio do transformador: vazio e de curto circuito, bem como as

possíveis conexões dos transformadores. Fazer um texto descritivo sobre o tema e entregar ao

professor no final do bimestre.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 9 de 10

Sites sugeridos para pesquisa

• Modelagem de Transformadores e Reatores com Entreferros. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sSU1rR0w5WlVwWGM>. Acesso

em 02 out. de 2012.

• OLIVEIRA, Jader de. Transformadores, Reatores, Capacitores e Resistores. Senai.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2saU1DcVlUcVM5LXc>. Acesso

em 02 out. de 2012.

Passo 3 (Equipe)

Resolver a lista de exercícios propostos, disponível em: MAKLUF, Cibele Abreu. Exercícios

sobre transformadores. Disponível

em:<https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sMlU1ZXZ4MFVtYWs>. Acesso em

17 out. 2012. Entregar ao professor no final do bimestre.

ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas )

Aula-tema: Testes em transformadores: a vazio e curto circuito, Transformadores

Trifásicos e Autotransformadores.

Esta atividade é importante para que você os tipos de testes realizados nos

transformadores, bem como as características e particularidades dos transformadores

trifásicos e dos autotransformadores.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Estudar as características e conceitos dos transformadores trifásicos e dos

autotransformadores. Fazer um resumo com os tópicos abordados e entregar ao professor no

final do bimestre.

Sites sugeridos para pesquisa

• COSTA, Bruno Palhano; FARIAS, Leandro Alves. Transformadores Trifásicos.

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte. 2010.

Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sTnp6OGxHYVNjYjQ>. Acesso

em 02 out. de 2012.

• Transformadores. Universidade Bandeirante de São Paulo. Disponível em: <

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2sSDJYY1NwUDM3TVU>. Acesso

em 02 out. de 2012.

Engenharia Elétrica - 5ª Série - Conversão Eletromecânica de Energia

Cibele Abreu Makluf Unicamp

Pág. 10 de 10

Passo 2 (Equipe)

Realizar o experimento do ensaio em vazio e curto circuito, conforme instruções, disponíveis

em: Ensaios de circuito aberto e curto-circuito em transformador. Universidade Federal de

Pernambuco. Disponível em:<

https://docs.google.com/open?id=0B4DWrkB2Lh2scjFRc0ZRMkd3UXM>. Acesso em 17

out. 2012. Fazer um relatório contendo: Resumo, Objetivos, Introdução Teórica, Pratica

Experimental, Conclusões e Referências Bibliográficas. Entregar ao professor no final do

bimestre.

Passo 3 (Equipe)

Fazer uma apresentação em Power Point ou procurar um vídeo didático explicativo sobre o

princípio de funcionamento de um Transformador, bem como suas características principais.

Apresentar ao professor conforme planejamento. Apresentar ao professor no final do

bimestre.

Referências

[1] NETTO, Luis Ferraz. Motores Elétricos. Disponível em: <

http://www.feiradeciencias.com.br/sala22/motor_teoria1.asp>. Acesso em 02 out. 2012.

Livro Texto da disciplina:

DEL TORO, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas. 1ª Ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros

Técnicos e Científicos, 1994.