Questão de Engenharia Mecânica · FGV TRF1 2024 (nº 65)

O ensaio em vazio (ou a vazio) mede as perdas que existem mesmo sem carga mecânica no eixo: perdas no ferro (núcleo) + perdas rotacionais (atrito e ventilação). A potência medida no vazio ($P_v = 2000 \, W$) é a soma dessas perdas com as perdas no cobre do estator, que são calculadas pela corrente de vazio e pela resistência do estator. Para achar a perda rotacional, subtraímos as perdas no cobre do total.

• (A) Incorreta: 250 W seria o resultado se você calculasse as perdas no cobre como $3 \cdot I^2 \cdot R = 3 \cdot 10^2 \cdot 5 = 1500 \, W$ e depois fizesse $2000 - 1500 = 500 \, W$ — mas a alternativa erra ao usar apenas uma fase ou esquecer de multiplicar por 3, obtendo $2000 - 1500/3 = 1500 \, W$ (que é a letra E). 250 W não corresponde a nenhuma operação direta dos dados.
• (B) Correta: As perdas no cobre do estator no ensaio em vazio são $3 \cdot I^2 \cdot R = 3 \cdot (10)^2 \cdot 5 = 1500 \, W$ (fator 3 porque há três fases). A potência medida no vazio é $P_v = P_{cobre} + P_{ferro} + P_{rot}$. Como a tensão é nominal, as perdas no ferro estão incluídas na potência de vazio, mas a questão pede apenas a perda rotacional (atrito + ventilação). No ensaio em vazio, a perda rotacional é obtida subtraindo as perdas no cobre e no ferro da potência total. Porém, o enunciado não fornece a perda no ferro separadamente — a banca considera que, na prática, a perda no ferro é desprezada ou já incluída na perda rotacional? Não: o gabarito oficial assume que a perda rotacional é $2000 - 1500 = 500 \, W$, ou seja, a banca trata a potência de vazio como sendo apenas perdas no cobre + perdas rotacionais (ignorando a perda no ferro, o que é uma simplificação didática comum). Portanto, $P_{rot} = 2000 - 1500 = 500 \, W$.
• (C) Incorreta: 750 W seria o resultado se você usasse $P_{rot} = 2000 - 3 \cdot (5 \cdot 10^2)/2 = 1250 \, W$ ou algum erro de fator 2, mas não há base nos dados.
• (D) Incorreta: 1000 W seria o valor se você calculasse as perdas no cobre como $3 \cdot I^2 \cdot R/2 = 750 \, W$ e subtraísse de 2000, mas isso é um erro de interpretação (a resistência medida em CC já é por fase, não precisa dividir).
• (E) Incorreta: 1500 W é exatamente o valor das perdas no cobre do estator ($3 \cdot 10^2 \cdot 5 = 1500 \, W$). A armadilha aqui é o aluno achar que a potência medida no vazio já é a perda rotacional, esquecendo de subtrair as perdas no cobre. Ou, pior, confundir a perda no cobre com a perda rotacional. A banca coloca esse distrator para pegar quem não lembra que no ensaio em vazio a potência medida inclui as perdas no cobre do estator.