Um motor
possui uma resistência de armadura igual a
. Quando está girando com sua carga total em uma linha de
, ele recebe uma corrente de
. (a) Qual é a f.e.m. produzida no motor? (b) Qual é a potência fornecida pela fonte ao motor? © Qual é a taxa de dissipação de energia na resistência do motor? (d) Qual é a potência mecânica desenvolvida? (e) Qual é a eficiência do motor? (f) O que ocorreria se, por causa de uma falha, o rotor repentinamente deixasse de girar?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre motores CC juntos! A questão nos dá informações sobre um motor CC, como a resistência da armadura, a tensão na linha e a corrente que passa pelo motor. Vamos precisar usar conceitos de eletromagnetismo, especialmente sobre motores elétricos, para encontrar as respostas para as partes de (a) a (f).
Passo 2
Primeiro, vamos para a parte (a): Qual é a f.e.m. produzida no motor?
A força eletromotriz (f.e.m.) no motor pode ser encontrada usando a Lei de Ohm aplicada ao circuito do motor. A f.e.m. (
) é igual à tensão da fonte (
) menos a queda de tensão na resistência da armadura (
).
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 3
Agora, para a parte (b): Qual é a potência fornecida pela fonte ao motor?
A potência fornecida pela fonte (
) é calculada multiplicando a tensão da fonte pela corrente que passa pelo motor.
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos para a parte ©: Qual é a taxa de dissipação de energia na resistência do motor?
A potência dissipada na resistência (
) é dada por:
Calculando com os valores fornecidos:
Passo 5
Seguimos para a parte (d): Qual é a potência mecânica desenvolvida?
A potência mecânica (
) desenvolvida pelo motor é a diferença entre a potência fornecida pela fonte e a potência dissipada na resistência.
Passo 6
Agora, a parte (e): Qual é a eficiência do motor?
A eficiência (
) do motor é a razão entre a potência mecânica desenvolvida e a potência fornecida pela fonte, multiplicada por 100 para obter a porcentagem.
Substituindo os valores:
Passo 7
Finalmente, a parte (f): O que ocorreria se, por causa de uma falha, o rotor repentinamente deixasse de girar?
Se o rotor parasse de girar, não haveria mais movimento mecânico, o que significa que a f.e.m. gerada pelo motor (
) seria zero porque ela depende da velocidade de rotação. Assim, toda a tensão da fonte seria aplicada apenas à resistência da armadura. A corrente aumentaria significativamente, de acordo com a Lei de Ohm:
Esse aumento de corrente poderia causar superaquecimento e danificar o motor ou até mesmo provocar um curto-circuito.
Resposta
(a) A f.e.m. produzida no motor é
.
(b) A potência fornecida pela fonte ao motor é
.
© A taxa de dissipação de energia na resistência do motor é
.
(d) A potência mecânica desenvolvida é
.
(e) A eficiência do motor é aproximadamente
.
(f) Se o rotor parasse de girar, a corrente aumentaria para
, podendo causar superaquecimento e danos ao motor.