Gerador shunt

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Introdução

Objetivo

Materiais Utilizados

● 1 Motor de repulsão (CA) 220V- 3 fases;

● 1 Amperímetro CC;

● 1 Voltímetro CC;

● 1 Tacômetro;

● 1 fonte de tensão CC variável;

● 1 Painel de Lâmpadas;

● 1 Reostato de 42Ω.

Metodologia

        Um motor foi ligado ao eixo do gerador de corrente contínua de forma que o motor fornecesse a energia mecânica ao gerador. Após feitos os ajustes das ligações elétricas ajustou-se a velocidade, com o uso de um tacômetro, para aproximadamente 1800 RPM. Desta forma o gerador também encontrava-se com uma velocidade de aproximadamente 1800 RPM.

        Com o ajuste desejável de velocidade, conectou-se em paralelo com o motor um voltímetro e realizou-se a medição da tensão em vazio, já que por efeito de histerese, há uma tensão residual, pois o campo do material de ferro é mantido alinhado.

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Fig.1 – Medição da tensão Vo.

        Na sequência, conectou-se a bobina de campo em paralelo com a armadura do motor, conectando-se os terminais “A” com “C” e “B” com “D”, alimentando o campo principal do gerador com a própria tensão gerada (gerando assim um campo Shunt), reajustou-se a velocidade para 1800 RPM  e realizou-se uma nova medição de tensão, com o auxílio do voltímetro.

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Fig.2 – Bobina de campo conectada em paralelo com a armadura.

        Após as medições feitas com o gerador em vazio adicionou-se 6 lâmpadas alimentadas pelo gerador em paralelo ao circuito e também foi colocado um amperímetro para  que a corrente de campo fosse encontrada. Após feito isso foi-se ligando ao circuito uma lâmpada por vez, afim de anotar os valores e observar as variações de tensão e corrente ocasionada pelo incremento de uma carga a mais no circuito (conforme o esquema abaixo).

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Fig.3 – Esquema de acionamento das lâmpadas.

        Por fim, após adicionar a sexta lâmpada, conectou-se um reostato e variou-se o valor da resistência em 4 pontos diferentes, com o ultimo ponto de variação sendo um curto circuito no enrolamento de campo para observar de que forma o gerador se comportava e anotando os valores medidos pelo amperímetro e voltímetro.

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Fig 4 – Adição do reostato ao circuito

Resultados Obtidos

        Realizados os devidos procedimentos de montagem e execução, foram coletados os dados do experimento.

        Primeiramente, foi medida a tensão em aberto no gerador, ou seja, sem nenhuma carga solicitando corrente do gerador e sem nenhuma tensão aplicada à bobina de campo. Obteve-se a tensão de 4V.

        Na sequência, em que a bobina de armadura foi ligada em paralelo com a bobina de campo, uma corrente passou a circular na bobina de campo, contribuindo com o aumento gradativo do campo magnético residual do gerador. Com o aumento do campo magnético no gerador, foi possível observar o aumento da corrente e tensão induzida , até o ponto em que esses valores de corrente e tensão se estabilizaram  com uma corrente de campo de I = 0,085A e uma tensão induzida de V = 125V.

Em sequência, foi adicionado o painel de lâmpadas ao gerador e ao ligar cada uma das seis lâmpadas, uma de cada vez, obteve-se valores de corrente e tensão induzida de saída. Em seguida, foi adicionado um Reostato em paralelo com o painel de lâmpadas, fazendo com que aumentasse a carga ligada ao gerador. A resistência do reostato foi variada gradativamente, de forma a solicitar mais corrente do gerador. A cada variação de resistência feita no reostato, foram anotados os valores de corrente e tensão induzida.

        A tabela a seguir expressa os valores de corrente e tensão induzida de acordo com a variação de carga ligada ao circuito do gerador

Corrente de campo (A)	Tensão Induzida (V)
0,085	125,0
0,125	120,0
0,165	120,0
0,240	120,0
0,320	118,0
0,360	115,0
2,300	70,0
2,650	65,0
2,800	44,0
2,600	25,0

Tabela 1 – Resultados Obtidos

Com os resultados obtidos pode-se construir um gráfico V x I, de característica externa do gerador shunt utilizado à 1800 RPM.

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Figura  – Gráfico V x I.

Conclusão

        A partir dos resultados obtidos, pode-se observar a característica externa de um gerador CC de excitação paralela.