O que realmente é carga pontual? A carga pontual existe na realidade? Se sim, como? Qual será o melhor exemplo para isso?


Melhor resposta

Uma das coisas mais importantes que devemos fazer como engenheiros é fazer suposições simplificadas sobre os sistemas reais seja para torná-los fáceis de modelar ou mais rápidos para analisar. No entanto, essas suposições não podem ser feitas arbitrariamente, uma das coisas mais importantes que precisam ser mantidas em mente é o propósito da análise de engenharia ao fazer essas suposições. Por exemplo, todos nós sabemos quão onipresente é a suposição de corpo rígido no campo da mecânica, no entanto, se você estiver interessado na distribuição de tensões em um corpo sólido, supor que ele seja rígido não será uma suposição inteligente.

Então, o que é realmente uma carga pontual ??

O conceito de uma carga pontual é uma maneira conveniente de modelar cargas reais cuja área de aplicação é muito pequena quando comparada com o tamanho do corpo em que eles estão agindo. Por exemplo, se você tem uma laje enorme (digamos 20x20x2 metros cúbicos) que está apoiada em quatro pilares cilíndricos de diâmetro 0,05 m, então assumir as reações dadas pelos pilares à laje como uma carga pontual não será uma má suposição. Observe uma coisa que, embora as cargas reativas fornecidas pelos pilares estejam agindo em uma área finita, supondo que sejam cargas pontuais, é uma suposição razoável, contanto que você não esteja interessado em saber algo que não pode ser determinado na presença dessa suposição.

Assumindo a conotação usual da palavra realidade que está presente em sua pergunta, a carga pontual não existe na realidade, mas é uma suposição conceitual importante que é usada em cálculos reais de muitos sistemas reais.

Espero que isso responda à sua pergunta e que você mesmo possa encontrar mais exemplos de cargas pontuais que não existem na realidade, mas são úteis na modelagem de muitos sistemas reais.

Você também pode ler minha resposta à seguinte pergunta, A equação de flexão de Euler é derivada considerando a flexão pura, mas também a aplicamos para vigas quando a tensão de cisalhamento está presente. Está correto? Se sim, então como?

isso é semelhante à sua pergunta.

Resposta

Na teoria e na solução de problemas, raramente há qualquer distinção feita entre carga nominal e carga total.

Os valores da quantidade nominal (V, I, kVA) são os valores máximos permitidos decididos por considerações como

  • aumento de temperatura (serviço contínuo e de curta duração )
  • tensão de tensão no isolamento (efeitos imediatos e de longo prazo),
  • saturação,
  • falha do condutor devido à formação de pontos quentes, etc.

A carga nominal seria uma carga que a máquina pode fornecer em regime contínuo, mantendo todas as quantidades nos valores nominais. os valores juntos decidem qual carga pode ser fornecida sem violar as considerações feitas.

Em um sistema onde a tensão nominal constante é mantida, o kVA desenhado corresponde à corrente consumida . Assim, a corrente nominal significará o fornecimento de kVA nominal. Portanto, os termos r carga ajustada e carga total podem ser usadas alternadamente. Mas quando mudanças de tensão, a amperagem de carga total irá se desviar da corrente nominal.

Considere um transformador: 1 fase, 500 / 100V, 10kVA, 50Hz

Corrente nominal primária = 20A

Corrente nominal secundária = 100A

CASO I:

Se o primário for fornecido por tensão nominal 500V , a carga nominal no secundário consumirá 10kVA em 100V e 100A. Carga nominal e carga total significam a mesma coisa aqui.

CASO II:

Se o primário for fornecido por uma tensão menor , digamos 300 V , a mesma carga nominal tenderá a consumir 10 kVA a 60 V e 166,67 A. Esta corrente excede a corrente secundária nominal porque então o enrolamento superaquecerá e queimará se a operação continuar por um longo período de tempo.

Agora conectamos uma carga que consome corrente secundária nominal de 100A na tensão secundária disponível de 60V, ou seja, 6kVA carga. Mas esta é não a carga nominal da máquina. Esta é a carga máxima possível que pode ser fornecida a em determinado nível de tensão. Portanto, podemos dizer que a máquina está totalmente carregada neste nível de tensão. Portanto, neste cenário, carga total e carga nominal não são as mesmas. Pode-se também argumentar que este é um caso de desclassificação . Mas, novamente, o termo carga nominal é especificamente destinado a qual máquina foi realmente projetada.

Não definimos carga nominal diferente em níveis de tensão diferentes, mas podemos ter carga total diferente em níveis de tensão diferentes. Esses kVA de carga total diferentes serão então os mesmos que kVA reduzido em determinado nível de tensão , como no CASO II acima.

Mesmo por exemplo, às vezes dizemos teste de aumento de temperatura sob condições de carga total no transformador, é melhor digamos condições nominais, porque as perdas que determinamos estão na tensão, corrente e frequência nominais.

Se você quiser ler mais respostas a esta pergunta, leia aqui, mas elas realmente não parecem ser muito conclusivas qualquer um.

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