GABARITO – ETP11
Questão 1
a) Impulso é uma tensão ou corrente transitória aplicada intencionalmente, enquanto surto trata dos fenômenos ou eventos
transitórios que ocorrem em equipamentos ou sistemas elétricos em serviço.
b) Os impulsos com tempo de frente até 20 µs são típicos de impulso atmosférico, sendo os impulsos de manobra aqueles com
tempo de frente de até 250 µs.
Também pode ser respondido:
Os impulsos atmosféricos têm tempo de frente inferior aos impulsos de manobra.
c) Significa dizer que o tempo até a crista é de 250 µs e o tempo até o meio valor é de 2500 µs.
Questão 2
VA
Va
H1
X1
Linha A
VB
VAB
Linha a
a
A
Vb
Vab
H2
X2
Linha B VCA
VC
VBC
Vca Linha b
b
B
Vc
Vbc
H3
X3
Linha c
Linha C
c
C
a) O diagrama fasorial do transformador é apresentado a seguir. Nele constata-se que as tensões de linha secundária
o
encontram-se 30 adiantadas em relação às tensões de linha primárias. As tensões de fase secundárias do transformador são V a
= VA/a; Vb = VB/a; e Vc = VC/a
VCA
VAB
Vca
Vab
Vc
Va
Vb
VBC
Vbc
b) Aplicando a lei das malhas no circuito do transformador, temos que: VH3X2 = VC – VA + Va - Vb = VCA + Vab,
aplicando-se a lei das malhas nos diagramas temos
VCA
VH3X2
Vab
Questão 3
O nome deste arranjo é sistema radial com secundário seletivo.
A capacidade de cada transformador deve ser capaz de alimentar a carga de ambos os transformadores.
Existe o intertravamento entre o tie-breaker e os disjuntores de cada trafo, de modo que o tie-breaker só fica fechado com a
abertura de um dos disjuntores dos trafos.
Um disjuntor de interligação (tié-breaker) é utilizado para interligar as duas seções do barramento secundário.
Ambos os alimentadores primários são capazes de alimentar toda a carga.
Vantagens:
- rápido restabelecimento de serviço para faltas no alimentador primário
- rápido restabelecimento de serviço para faltas no transformador
Desvantagem:
- custo elevado
Questão 4
Questão 5
Esse gerador de impulso é um gerador de três estágios, o seu princípio de funcionamento pode ser apresentado pela soma da
tensão de cada estágio.
Após a chave S fechar, a fonte de tensão em corrente contínua carrega os capacitores em paralelo até o momento em que
ocorre a disruptura do dielétrico dos centelhadores (gap), isso acontece em cascata. Esse tempo em cascata é ajustado pelas
distâncias entre as esferas de cada centelhador. O disparo dos centelhadores faz com que os potenciais entre os resistores R 1 e
R2 se elevem e o valor resultante no ponto mais alto do circuito seja a soma da tensão inicialmente sobre os capacitores que
estavam carregados, isto é, a soma da tensão em cada estágio.
Os resistores R1 e R2 são os modeladores da forma de onda que pode ser representada por uma soma de duas exponenciais. O
circuito da o gerador pode ser analisado pelo circuito equivalente de um gerador de impulso de um estágio, mostrado na Figura
abaixo.
Gap
R’
1
Vcc
em que
C’
R’2
C2
Vt
1 n3 1
  , R1  nR1 , R2  nR2 , sendo n o número de estágios, que no caso é igual a 3.
C
1 C
Calculando a transformada de Laplace do circuito da Figura acima, encontra-se a seguinte função de transferência:
Vt  s  
 1
Vcc
1
1 
1
1


, em que a  
, k  R1C2 .
, b
R

C

R

C
R

C

R

R

k s2  as  b
1 2
2
1
1
2 C1C2
 1 1
A resposta no tempo é dada por vt  t  
Vcc
1
a
e 1t  e 2t  , sendo 1, 2 
k 2  1
2
2
a
 2 b .
 
A forma de onda da tensão aplicada sobre a capacitância C 2 é apresenta na figura abaixo.
Os parâmetros da curva acima podem ser ajustado de acordo com a figura abaixo.
Tempo
Questão 6
Ensaios de frequência industrial
Para o ensaio a frequência industrial é utilizado uma fonte senoidal com frequência igual a 60Hz, sendo o nível de
tensão ajustado por transformadores. Em alguns casos é necessário realizar o ensaio com frequência superior para
60Hz, para evitar problemas de saturação no equipamento ensaiado. A figura abaixo apresenta o esboço da forma
de onda.
Vensaio
Tempo
Figura 1 - Forma de onda do ensaio de frequência industrial (senoide)
Ensaio de Impulso Atmosférico
Para esse tipo de ensaio são padronizadas duas formas de onda, o Impulso de Tensão Pleno e o Impulso de Tensão
Cortado. Impulso pleno é a forma de onda completa, enquanto que o impulso cortado é a forma de onda
interrompida. Esse corte pode ocorrer tanto na frente de onda, na crista ou na cauda da onda. A seguir são
apresentados os esboços para o Impulso pleno e o impulso cortado, em que o corte ocorre na cauda em um tempo
que pode variar de 2 a 5 s. O tempo de frente de onda para esses impulso é padronizada em 1,2 s, e o tempo de
meio valor do impulso pleno é padronizada em 50 s.
Figura 2 – Impulso Pleno de Tensão (1,2/50 s)
Figura 3 – Impulso Cortado de Tensão
Ensaio de Impulso de Manobra
O ensaio de impulso de manobra possui a forma de onda similar ao impulso pleno com tempo de subida variando
entre 200 a 300 s e tempo de meio valor podendo variar de 1000 a 4000 s. No entanto, os valores padronizados
pela ABNT para esses tempos são 250s e 2500s, respectivamente. A seguir é apresentado o esboço da curva do
impulso.
Questão 7
B
B
A
A
Eixo de simetria
4
12
8
4
B
4
4
4
4
B
4
12
A
Ponte de wheatstone
4
8
A
24
A
B
A
B
6Ω
8
Req = 6 Ω
Questão 8
O custo de operação e o de aquisição no período de 01 (um) ano do transformador 1 será:
(
)
O custo de operação e o de aquisição no período de 01 (um) ano do transformador 2 será:
(
)
Logo o transformador 2 é mais vantajoso.
Questão 9
(
(
(
)
)
)
(
(
)
(
)
(
)
(
)
)
(

(

)
(
( )
)
( )
(
[
)
(
(
(
)
(
(
)
)
)

)
(
)
(
)

)
(
( )
(
)
(
)
(
)
[
]
)

(
(
(
(
)
)
)
( )
)
)
(
(
)
(
)
]
( )
Questão 10
a) O circuito está em uma configuração do tipo estrela-estrela a três fios desequilibrado, logo:




b)





Questão 11
a) ⃗
(
)
(
)
b) ⃗
c) ⃗
d) ⃗
⃗
⃗
⃗
 ⃗
(
 ⃗
)
⃗
e) ⃗
⃗
⃗
⃗  ⃗
)
(
⃗
(
)
(
(
)
)
 ⃗
⃗
f)
g)
h)
i)
j)
(
Questão 12
x2
f2(x1,x2)
2
1
x1
0
1
2
3
4
f1(x1,x2)
a)
( )
{
b) ( )
c)
[
]
(
)
{
(
)
[
[
{
]
]
[
[
]
]
[
[
[
]
]
]
[
]