Para cada uma das seguintes mudanças nas condições de operação de um motor CC em derivação (shunt), descreva como a corrente de armadura e a velocidade se modificarão (assumir que a resistência de armadura é desprezível):
a. Reduzindo à metade a tensão de terminal de armadura enquanto o fluxo de campo e o conjugado da carga permanecem constantes.
a. Reduzindo à metade a tensão de terminal de armadura enquanto o fluxo de campo e o conjugado da carga permanecem constantes.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos analisando um motor de corrente contínua (CC) em derivação (shunt). A pergunta é sobre o que acontece com a corrente na armadura e com a velocidade do motor quando reduzimos pela metade a tensão nos terminais da armadura, mantendo o fluxo de campo e o torque da carga constantes. Para resolver isso, vamos usar conceitos básicos de motores CC, como tensão, corrente, velocidade e torque.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação básica que relaciona a tensão aplicada na armadura (
), a força contra-eletromotriz (
), a corrente na armadura (
) e a resistência da armadura (
):
Como a resistência da armadura (
) é desprezível, podemos simplificar a equação para:
Isso significa que a tensão aplicada na armadura é aproximadamente igual à força contra-eletromotriz.
Passo 3
A força contra-eletromotriz (
) está relacionada à velocidade angular do motor (
) e ao fluxo de campo (
) pela seguinte equação:
Onde
é uma constante do motor. Como o fluxo de campo (
) está constante conforme o enunciado, podemos ver que
é diretamente proporcional à velocidade
.
Passo 4
Agora, vamos considerar a redução da tensão na armadura pela metade. Se a tensão original é
, a nova tensão será
. Como
, então a nova força contra-eletromotriz será:
Comparando com a equação original
, vemos que a nova velocidade
será:
Portanto, a velocidade do motor será reduzida pela metade.
Passo 5
Agora, vamos analisar a corrente na armadura (
). O torque (
) no motor é dado por:
Como o torque da carga (
) e o fluxo de campo (
) permanecem constantes conforme o enunciado, a corrente na armadura
também deve permanecer constante para manter o torque constante.
Resposta
Reduzindo à metade a tensão de terminal de armadura, a velocidade do motor é reduzida pela metade e a corrente da armadura permanece constante.