ATPS Eletricidade Aplicada ETAPAS 1 E2

Introdução:

No cenário atual, as empresas estão em busca de profissionais capazes de enfrentar desafios e que encontrem soluções para vencê-los. Este desafio oferece uma visão aprofundada e ampla das necessidades requeridas em uma consultoria na área de Engenharia, com a aplicação das habilidades e competências ministradas nessa disciplina.

Para atingir esses objetivos a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução.

Neste desafio desenvolveremos as competências e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, descritas a seguir.

* Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia.

* Atuar em equipes multidisciplinares;

* Avaliar criticamente a operação e a manutenção de sistemas;

* Identificar, formular e resolver problemas de engenharia.

Etapa 1

Aula-tema: Indutância, Reatância e Circuitos Indutivos.

Passo 1:

Assistimos o vídeo indicado denominado “Mago da Física- Freio Eletromagnético (Leis de Faraday e Lenz)”, que aborda de forma criativa os conceitos a serem reafirmados nesse passo.

Passo 2:

Fizemos um resumo sobre o princípio físico apresentado através deste experimento conduzido no vídeo.

Passo 3:

Pesquisamos na internet valores comerciais comuns para indutores. Obtivemos as seguintes especificações:

Dados Técnicos

Projeto: Os indutores de linha SRC são produzidos de acordo com os requerimentos das normas internacionais IEC 61558 e IEC 60289;

Classe de isolação: T40B,B (Padrão), ou F (conf. Solicitação);

Grau de proteção: IP-00 (próprio para instalação abrigada);

Frequência: Até 400 HZ;

Terminais: Conectores para cabos de 1,5 a 10mm2 ou terminais olhais ou barras de cobre para correntes maiores de 60 A;

Fixação: Por meio de base metálica;

Descrição: Os indutores de linhão geralmente operam em cooperação com conversores de energia em sistemas elétricos. São normalmente instalados no lado da fonte de alimentação (antes do conversor) em corrente alternada com uma frequência principal com a componente fundamental.

Os indutores de linha também se caracterizam pela grande linearidade da sua curva de indutância (L= f[I]);

Dentre outras características, destacamos:

* Limita a taxa de variação di/dt e o impacto da comutação ( chaveamento) dos conversores alimentados pelo mesmo transformador;

* Reduz o conteúdo harmônico da corrente, proporcionando:

* Aumento do fator de potência;

* Redução da corrente eficaz;

* Diminuição da torção da tensão da rede;

* Atenuam os transientes de subtensão ou sobretensão da rede do conversor e auxiliam na ação de fusíveis ultra-rápidos.

Valores comerciais para Indutores:

Para parâmetros típicos, a escala de possíveis dimensionamentos é limitada pela seguinte equação:

0,5 < 3 x 2pf x L x 12 x 10-6 < 100 para Trifásico

0,5 < 2pf x L x I2 x 10-6 < 100 para Monofásico

Onde: F[HZ] L[mH] I[A];

Conforme solicitação, os indutores podem ser fornecidos enclausurados com grau de proteção IP-21, IP-23, IP-44 ou IP-54.

Passo 4: Relatório 1: Indutores “(Leis de Faraday e Lenz)”.

Neste experimento realizado no vídeo “Mago da Física”,foram utilizados os seguintes materiais:

* Tubo cilíndrico de acrílico;

* Tubo cilíndrico de cobre;

* Peça cilíndrica não-magnética;

* Peça cilíndrica magnética (imã);

* Parafuso metálico (somente para mostrar a indutância do imã).

Essa experiência consiste em apresentar de modo prático os princípios das leis de Faraday e Lenz.

Procedimentos do Experimento:

1º Faremos primeiramente as peças cilíndricas (magnéticas e a não-magnéticas) passar pelo tubo de acrílico.

2º Faremos as peças cilíndricas passarem pelo tubo de cobre.

Experimento com o tubo de acrílico:

No experimento com o tubo de acrílico, não foram apresentadas nenhuma alteração no tempo de queda, tanto da peça magnética, quanto da peça não-magnética. Com o tubo de acrílico as peças passaram rapidamente pelo interior do tubo com o tempo de queda semelhante uma da outra, não apresentando indutância em ambos os casos.

Experimento com o tubo de cobre:

Peça não ferro-magnética:

Com esse experimento podemos observar uma gritante diferença entre o tempo de queda da peça magnética para a não-magnética.

Ao soltarmos a peça não-magnética pelo interior do tubo, notamos que a peça passa pelo tubo rapidamente, em tempo semelhante ao do tubo de acrílico.

Peça magnética:

Já com a peça cilíndrica magnética observamos que a peça passa lentamente pelo tubo, apresentando um princípio de Indutância Magnética, nesta experiência o tubo de cobre funciona como um freio eletromagnético em contato com o imã.

Ao observarmos por cima o imã passando pelo tubo de cobre, vemos que o imã apresenta um movimento de queda sobre uma velocidade uniforme, com o tempo