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):
c. Dobrando o fluxo de campo enquanto a tensão de terminal de armadura e o conjugado da carga permanecem constantes.
c. Dobrando o fluxo de campo enquanto a tensão de terminal de armadura e o conjugado da carga permanecem constantes.
Passo 1
Fala aí! Vamos resolver esse exercício sobre motores de corrente contínua em derivação (shunt). A questão pede para analisarmos o que acontece com a corrente de armadura e a velocidade do motor quando dobramos o fluxo de campo, mantendo a tensão de terminal e o conjugado da carga constantes. Para resolver isso, vamos precisar entender como o fluxo de campo, a tensão, a corrente de armadura e a velocidade estão relacionados nos motores shunt.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que em um motor shunt, a corrente de campo (
) está ligada em paralelo com a armadura. O fluxo de campo (
) é diretamente proporcional à corrente de campo e à força do ímã. Quando aumentamos o fluxo de campo, estamos basicamente aumentando a força magnética que atua sobre a armadura.
Passo 3
A velocidade (
) de um motor de corrente contínua em derivação é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a tensão de terminal, -
é a corrente de armadura, -
é a resistência da armadura, -
é uma constante, -
é o fluxo de campo.
Como a resistência de armadura (
) é desprezível segundo o enunciado, a fórmula simplifica para:
Isso mostra que a velocidade é inversamente proporcional ao fluxo de campo quando a tensão é mantida constante.
Passo 4
Agora, considerando que o conjugado da carga (
) permanece constante, sabemos que o torque é dado por:
Se o torque permanece constante e dobramos o fluxo de campo (
), a corrente de armadura (
) deve ajustar-se para manter
constante. Vamos ver como:
Se
dobra, então:
Portanto, a corrente de armadura é reduzida pela metade.
Passo 5
Voltando à fórmula da velocidade simplificada:
Se o fluxo de campo (
) é dobrado e a tensão (
) permanece constante, a nova velocidade (
) será:
Ou seja, a velocidade também é reduzida pela metade.
Resposta
Ao dobrar o fluxo de campo, mantendo a tensão de terminal e o conjugado da carga constantes, a corrente de armadura é reduzida pela metade e a velocidade do motor também diminui para metade do valor original.