Analise as seguintes assertivas sobre o funcionamento, a regulação e a estrutura do sistema elétrico brasileiro:

I. O Sistema Interligado Nacional (SIN) é coordenado e controlado pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), que busca a otimização dos recursos hidroenergéticos e a segurança do suprimento.

II. O regime de “despacho centralizado” prioriza o uso de usinas térmicas em detrimento das hidrelétricas para garantir que os reservatórios permaneçam sempre em sua capacidade máxima, independentemente do custo marginal de operação.

III. O Brasil possui sistemas isolados, localizados principalmente na região amazônica, que não estão conectados ao SIN e dependem majoritariamente de geração térmica local.

IV. A Empresa de Pesquisa Energética (EPE) é a responsável pela fiscalização direta das concessionárias de distribuição, aplicando multas em caso de descumprimento de indicadores de continuidade (DEC e FEC).

V. O Mecanismo de Realocação de Energia (MRE) é um instrumento de compartilhamento do risco hidrológico entre as usinas hidrelétricas integrantes do SIN.

VI. A frequência nominal de operação do sistema elétrico brasileiro é de 50 Hz, padronizada para permitir a interconexão com todos os países vizinhos da América do Sul.

Quais estão corretas?

Considere uma subestação transformadora trifásica de 300 kVA, com tensão primária de 13,8 kV e tensão secundária de 220/127 V. Utilize raiz de 2 = 1,414 e raiz de 3 = 1,732. Considere duas casas decimais. Com isso, analise as assertivas e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Para essa potência (300 kVA), a instalação deve ser abrigada (alvenaria) ou em poste único, sem considerar peso e esforço mecânico para montagem.

( ) A corrente nominal no enrolamento primário (13,8 kV) é de aproximadamente 12,55 A, valor que orienta a escolha dos elos fusíveis de proteção no corte do transformador.

( ) De acordo com a NR-10, por se tratar de uma instalação com potência superior a 75 kW e com tensão de 13,8 kV, é obrigatório que a unidade consumidora mantenha o Prontuário de Instalações Elétricas (PIE) atualizado.

( ) O uso de para-raios de óxido metálico no lado de 13,8 kV é opcional, sendo exigido apenas em regiões com histórico documentado de alta densidade de descargas atmosféricas.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Analise as assertivas a seguir sobre Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) e Medidas de Proteção contra Surtos (MPS), em conformidade com as diretrizes da norma ABNT NBR 5419:

I. O método das malhas (ou método de Faraday) é indicado para proteção de superfícies planas, consistindo em uma rede de condutores instalados sobre a cobertura da estrutura.

II. O nível de proteção (I, II, III ou IV) é determinado exclusivamente pela altura da edificação, sem considerar a localização geográfica ou a densidade de descargas para a terra (Ng).

III. Captores do tipo Franklin baseiam-se no método do ângulo de proteção, sendo que o ângulo de cobertura diminui à medida que a altura do captor em relação ao plano de referência aumenta.

IV. O uso de armaduras de aço do concreto armado como parte integrante do sistema de descida é proibido pela norma devido ao risco de corrosão galvânica.

V. A equipotencialização é uma medida fundamental para reduzir os riscos de centelhamento perigoso dentro da estrutura protegida.

VI. Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) de Classe I são projetados para drenar correntes parciais de descargas atmosféricas, devendo ser instalados no ponto de entrada da rede elétrica.

Quais estão corretas?

Sobre um sistema de distribuição primária de 13,8 kV operando em rede aérea convencional com condutores nus, analise as assertivas a seguir:

I. Os condutores nus instalados no topo dos postes de iluminação pública operam, geralmente, na tensão nominal de 13,8 kV entre fases.

II. Na rede de 13,8 kV, o transformador de poste realiza a conversão direta para níveis de extrabaixa tensão (abaixo de 50 V) para alimentação residencial.

III. A distância de segurança (Zona de Risco) para intervenções em 13,8 kV é idêntica àquela aplicada em sistemas de baixa tensão (127/220 V), conforme a NR-10.

IV. O isolamento em redes de 13,8 kV utiliza isoladores de disco ou de pino, dimensionados para suportar o nível de tensão sem fechamento de arco para a estrutura do poste.

V. Em caso de manutenção, o aterramento temporário é obrigatório após a constatação de ausência de tensão, mesmo que a chave seccionadora esteja aberta.

VI. A proteção contra sobretensões atmosféricas nessas redes é realizada exclusivamente pelos isoladores, dispensando o uso de para-raios de linha.

Quais estão corretas?

Os transformadores trifásicos são equipamentos essenciais para a transmissão e distribuição de energia elétrica, permitindo a elevação ou redução de níveis de tensão. Sobre o funcionamento e as características desses equipamentos, analise as assertivas a seguir:

I. O núcleo de um transformador trifásico de três colunas permite o retorno do fluxo magnético através das colunas adjacentes, tornando o fluxo de sequência zero muito sensível à configuração do enrolamento.

II. Em uma ligação estrela-estrela (Y-Y), a presença de cargas desequilibradas ou harmônicas de terceira ordem no lado secundário pode causar o deslocamento do neutro, a menos que o neutro seja solidamente aterrado ou exista um enrolamento terciário em delta.

III. A ligação delta-delta (Δ-Δ) é comumente utilizada em sistemas de distribuição de alta tensão para permitir o aterramento direto do sistema, facilitando a proteção contra faltas fase-terra.

IV. Em um transformador trifásico de núcleo de três colunas, a soma dos fluxos magnéticos instantâneos é sempre igual a zero, o que permite o funcionamento do equipamento mesmo sem um caminho de retorno de fluxo externo.

V. Quando dois transformadores trifásicos operam em paralelo, é fundamental que possuam a mesma sequência de fase, a mesma relação de transformação e o mesmo grupo de ligação (ou deslocamento angular compatível).

VI. O fluxo de sequência zero em um transformador trifásico é obrigatoriamente nulo em todas as configurações de ligação, independentemente da presença de um caminho de retorno para a corrente de neutro.

Quais estão corretas?

As máquinas de corrente contínua são amplamente utilizadas em aplicações que exigem controle preciso de velocidade e torque. Sobre os princípios de operação e construção dessas máquinas, analise as assertivas a seguir:

I. O comutador e as escovas formam um retificador mecânico que garante que a corrente no enrolamento da armadura seja alternada enquanto a corrente nos terminais externos da máquina se mantenha contínua.

II. A tensão induzida na armadura de um gerador CC é diretamente proporcional à velocidade de rotação e à intensidade do fluxo magnético do campo, conforme a Lei de Faraday-Lenz.

III. A reação de armadura causa uma distorção no campo magnético principal devido ao efeito do campo produzido pela própria corrente da armadura, o que pode levar a centelhamento nas escovas se não for corrigido.

IV. Em motores CC série, a velocidade de rotação é inversamente proporcional à carga acoplada ao eixo, apresentando um comportamento de “embalamento” quando operam em vazio (sem carga), tornando-os perigosos nessa condição.

V. O enrolamento de compensação é inserido nas sapatas polares para anular o efeito da componente transversal da força magnetomotriz da armadura, melhorando a comutação e permitindo maiores sobrecargas.

Quais estão corretas?

A conversão eletromecânica de energia envolve a transferência de energia entre sistemas elétricos e sistemas mecânicos, utilizando o campo magnético como meio de acoplamento. Sobre esse processo, analise as assertivas a seguir:

I. O princípio da conservação de energia estabelece que a energia elétrica suprida ao sistema é igual à soma da energia mecânica produzida, das perdas (Joule, histerese, correntes parasitas) e da variação da energia armazenada no campo magnético.

II. Em máquinas elétricas, a densidade de energia magnética (w_m) no entreferro é proporcional ao quadrado da intensidade do campo magnético (H²), o que explica por que a força de tração magnética aumenta rapidamente com a corrente.

III. Para que ocorra a conversão de energia, o sistema deve ser necessariamente linear, ou seja, a relação entre o fluxo magnético (lambda) e a corrente (i) deve ser sempre uma constante, independentemente do nível de saturação do núcleo ferromagnético.

IV. A força ou o torque desenvolvido(a) em um atuador magnético pode ser determinado(a) através da variação da coenergia magnética em relação ao deslocamento (ou posição angular), mantendo-se a corrente constante.

V. O fenômeno de histerese magnética contribui positivamente para o aumento do torque útil em um motor, visto que o atraso na magnetização reduz a dissipação de energia térmica no núcleo.

Quais estão corretas?

A conversão eletromecânica de energia é o processo fundamental que ocorre em motores e geradores elétricos. Baseando-se nas leis do eletromagnetismo sobre esses princípios, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A Lei de Faraday estabelece que uma tensão induzida em um condutor é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético que o atravessa, sendo o princípio básico de funcionamento dos geradores.

( ) Em um sistema de conversão de energia, a densidade de energia magnética armazenada no entreferro de uma máquina é inversamente proporcional ao quadrado da permeabilidade magnética do meio.

( ) A Força de Lorentz, expressa por F = q (v x B), descreve a força exercida sobre uma carga em movimento em um campo magnético, sendo a base para a força mecânica desenvolvida em motores de corrente contínua.

( ) O princípio da conservação de energia em máquinas elétricas dita que a energia elétrica de entrada é igual à soma da energia mecânica de saída, das perdas por efeito Joule, das perdas magnéticas (histerese e correntes parasitas), das perdas mecânicas (atrito e ventilação) e da variação da energia armazenada no campo magnético.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Considerando um circuito RLC em série com resistência R = 10 Ω, indutância L = 4 H e capacitância C = 2F submetido a uma tensão de 220 V, frequência de 50 Hz, qual é o valor aproximado da impedância total em módulo do circuito? Considere π = 3,14 e utilize duas casas decimais nos cálculos finais.

Em um circuito RLC conectado em série e submetido a uma excitação senoidal de frequência angular ômega, a resposta do sistema depende da interação entre a resistência e as reatâncias indutiva e capacitiva. Com base nos fundamentos de análise de circuitos em corrente alternada, analise as seguintes assertivas sobre o seu comportamento:

I. Se a reatância indutiva (XL) for maior que a reatância capacitiva (XC), o circuito apresenta um comportamento predominantemente indutivo, resultando em uma corrente atrasada em relação à tensão da fonte.

II. Na frequência de ressonância, a impedância total do circuito é mínima e puramente resistiva, pois XL e XC se anulam.

III. Em um circuito RLC série abaixo da frequência de ressonância, a reatância capacitiva predomina, fazendo com que o circuito tenha característica capacitiva, e a corrente fique adiantada em relação à tensão.

IV. O fator de potência de um circuito RLC série é dado pela razão entre a resistência (R) e o módulo da impedância (Z).

V. Se a frequência da fonte for aumentada, a reatância indutiva diminui, e a reatância capacitiva aumenta proporcionalmente.

VI. A tensão nos terminais do capacitor (V_C) está sempre em fase com a corrente que atravessa o circuito.

Quais estão corretas?