Um motor de corrente contínua tem bobinas com a resistência de . Quancio ligado a uma fonte de corrente contínua, de 120 V , a corrente que puxa é 6 A . (a) Qual a força contra-eletromotriz? (b) Qual a corrente inicial no motor, no instante da partidn, quando principia a girar?

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre motores de corrente contínua. O problema nos dá a resistência das bobinas ( ), a tensão fornecida pela fonte (120 V) e a corrente que o motor puxa (6 A). Precisamos descobrir:
a) A força contra-eletromotriz (ou contra-EMF).
b) A corrente inicial no motor quando ele começa a girar.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de circuitos elétricos, especificamente a relação entre tensão, corrente e resistência, além de entender o que é a contra-EMF em um motor.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a contra-eletromotriz (E). Em um motor elétrico, quando ele está funcionando, além da tensão fornecida pela fonte ( ), existe uma tensão gerada pelo movimento do motor, chamada de contra-EMF (E). A relação entre essas grandezas é dada por:
Onde:
  • é a tensão da fonte,
  • é a corrente,
  • é a resistência das bobinas,
  • é a força contra-eletromotriz.

Passo 3

Para encontrar a contra-EMF, precisamos rearranjar a fórmula para isolá-la:
Agora, substituímos os valores fornecidos no problema:

Passo 4

Calculando a multiplicação:
Então:

Passo 5

Agora, para a parte (b), queremos encontrar a corrente inicial quando o motor começa a girar. Nesse instante inicial, o motor ainda não está girando, o que significa que a contra-EMF ( ) é zero.
Então, a relação fica:
Isolando :

Passo 6

Substituindo os valores:

Resposta

a) A força contra-eletromotriz é de .
b) A corrente inicial no motor, no instante da partida, é aproximadamente .

Exercícios relacionados

Um solenóide comprido, com núcleo de ferro, tem 2000 espiras/m e uma corrente de 20 mA . Com esta corrente, a permeabilidade relativa do núcleo de ferro é 1200. (a) Qual o campo magnético no interior do solenóide? (b) Com o núcleo de ferro fora do solenóide, calcular a corrente necessária para provocar o mesmo campo no interior do solenóide.
O momento de dipolo magnético de um átomo de ferro é .
(a) Se todos os átomos numa barra de ferro de 20 cm , com a área da seção reta , estiverem com os momentos de dipolo alinhados, qual 0 momento de dipolo da barra? (b) Qual o torque que deve ser aplicado para manter a barra de ferro numa posição perpendicular à direção de um campo magnético de ?
Um solenóide toroidal, com o raio médio de 25 cm e o raio das espiras de 2 cm , tem o enrolamento de fio supercondutor com o comprimento de 1.000 m , capaz de suportar uma corrente de 400 A . (a) Qualo número de espiras no solcnóide? (b) Qual o campo magnético sobre o raio médjo? © Admitindo seja constante sobre a área da seção reta
O volume de um gás aumenta de a 6,0L a temperatura constante. Calcule o trabalho feito pelo gás se ele se expandir:
b) Contra o vácuo