Questões de Mecatrônica - Motores e Transformadores para Concurso

O esquema mecânico abaixo apresenta um motor elétrico e quatro engrenagens. No eixo e1 do motor, encontra-se montada a primeira engrenagem, com número de dentes z1 = 18. A primeira engrenagem está acoplada a uma segunda engrenagem, montada no eixo e2, com número de dentes z2 = 36. No mesmo eixo e2, também está montada uma terceira engrenagem, com número de dentes z3 = 14. A terceira engrenagem está acoplada a uma quarta engrenagem montada no eixo e3, com número de dentes z4 = 56. Considere que os eixos e1, e2 e e3 são perfeitamente paralelos e não sofrem atritos em seus mancais de montagem. Seja a velocidade angular de rotação de saída do motor sobre o eixo e1 definida como ω1 e as velocidades angulares sobre os eixos e2 e e3 definidas por ω2 e ω3, respectivamente. Também considere o torque de saída do motor sobre o eixo e1 definido como T1 e os torques resultantes nos eixos e2 e e3 definidos, respectivamente, por T2 e T3.  


Considere as seguintes equações de acoplamento de duas engrenagens: 
a) i = zs/ze ;  b) ωe/ωs = i ;  c) Te/Ts = 1/i ;
onde i é a relação de transmissão, zs é o número de dentes da engrenagem de saída, ze é o número de dentes da engrenagem de entrada, ωs é a velocidade angular na engrenagem de saída, ωe é a velocidade angular da engrenagem de entrada, Ts é o torque sobre o eixo da engrenagem de saída e Te é o torque sobre o eixo da engrenagem de entrada.
Para um dado valor de velocidade angular ω1 e torque T1 gerados pelo motor sobre e1, indique se as afirmativas a seguir são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa com a sequência correta de cima para baixo.
( ) A velocidade angular resultante sobre e2 é a metade da velocidade angular sobre e1. ( ) A velocidade angular sobre e3 é 1/2 da velocidade angular sobre o eixo e2. ( ) O torque sobre o eixo e3 é duas vezes maior do torque sobre eixo e2. ( ) A relação de transmissão entre os eixos e3 e e1 é i = 4. ( ) Ao diminuir o número de dentes da primeira engrenagem para z1 = 12, a relação de transmissão entre os eixos e1 e e3 é amplificada para 12.

Mancais são elementos de máquinas responsáveis por dar suporte ou guia onde eixos sejam apoiados. A esse respeito, indique se as afirmativas a seguir são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa com a sequência correta de cima para baixo.
( ) Os mancais são classificados como deslizantes ou de rolamento.
( ) Mancais de rolamento são aplicados quando se deseja reduzir o atrito na partida em eixos em movimentos rotativos.
( ) Os mancais de deslizamento dispõem de roletes, sendo aplicados em máquinas pesadas.
( ) Os rolamentos são classificados, de acordo a direção das forças que suportam, em radiais ou de tração.
( ) Em situações em que desalinhamentos de eixos ou montagem possam ocorrer, é recomendada a utilização de rolamentos autocompensadores de esferas.

A figura abaixo mostra um conversor analógico-digital de rampa digital que monitora a tensão V_B de uma bateria de 12 V. A saída do conversor é um número binário de 4 bits, ABCD, que corresponde à tensão da bateria em degraus de 1 V, sendo A o bit mais significativo (MSB). As saídas binárias do conversor A/D são ligadas em um circuito lógico que produz uma saída Z.

A saída Z é ativada em nível ALTO se e somente se a tensão da bateria V_B for maior que:

Em relação a elementos de circuito passivos, analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.
I. A equação do capacitor é dada por i= C dv/dt, em que C é a capacitância, cuja unidade de medida é o farad (F).
II. A equação do indutor é dada por v = L di/dt, em que L é a indutância, cuja unidade de medida é o henry (H).
III. A capacitância equivalente, C_eq, de dois capacitores em conectados em série, C₁ e C₂, é dada por C_eq= C₁ + C₂.
IV. Capacitores são usados para armazenar energia na forma de campo elétrico, enquanto indutores podem armazenar energia na forma de campo magnético.
V. A energia armazenada em um capacitor é dada por w_C = 1/2 Cv² e a energia armazenada por um indutor é dada por w_L = 1/2 Li².  

Um motor de corrente contínua possui os seguintes parâmetros: • Resistência da armadura: 10 Ω • Momento de inércia do rotor: 2,5 x 10^-5 kg/m² • Constante de torque: 0,05 N.m/A • Constante de tensão da força contra eletromotriz: 0.05 V.s/rad
Desprezando-se a indutância da armadura e atritos viscosos norotor, pode-se obter um modelo de primeira ordem para omotor, na forma da função de transferência:
Ω(s)/ V(s) = A/+ 1
em que Ω(s) e V(s) são as transformadas de Laplace davelocidade angular do rotor ω(t) e da tensão da armadura v(t),respectivamente.
Os parâmetros do modelo A ,em rad/s.V , e em segundos, são,respectivamente,