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.

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.

Exercícios relacionados

Considere um material semicondutor com a energia de Fermi no centro da banda proibida. Calcule a probabilidade de que um estado na parte inferior da banda de condução esteja preenchido a uma temperatura igual a 310 K , considerando os seguintes valores para a largura da banda proibida:
Quando alimentado a partir de uma fonte CC de 300 V , um motor CC série opera a 1225 rpm com uma corrente de linha de 70 A. A resistência do circuito de armadura é e a resistência do campo em série é . Devido aos efeitos de saturação, o fluxo produzido por uma corrente de armadura de 25 A é de do produzido por uma corrente de armadura de 70 A .
Encontre a velocidade do motor quando a tensão de armadura é 300 V e a corrente de armadura é 25 A.
A rms supply serves a load that is (resistive), (capacitive), and (inductive). Find:
© the rating and capacitance required to improve the power factor to 0.96 lagging
Uma máquina CC com excitação paralela ( ) tem ,
espiras por polo (enrolamento de campo). Ela é operada como um gerador com excitação independente e gira a 1000 rpm. Quando If = 1,8A (corrente de campo), a tensão terminal da máquina em vazio é 240 V . Quando o gerador opera em plena carga, a tensão cai para 225V.
(b) Determine a queda de tensão devida à reação da armadura