Um motor CC tem resistência de armadura r_a = 0,50 O e constante elétrica k_e = 0,080 V·s·rad?¹. É alimentado…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor CC tem resistência de armadura r_a = 0,50 O e constante elétrica k_e = 0,080 V·s·rad?¹. É alimentado por um banco de baterias de f.e.m. total E = 48,0 V e resistência interna r_b = 0,20 O. Em regime o motor gira a ? = 300 rad/s e seu rendimento elétrico–mecânico é ? = 85%. Calcule: a) corrente I; b) potência convertida eletromagneticamente P_conv; c) potência mecânica útil P_mec; d) torque útil T; e) tensão nos terminais do motor V_term. Use fórmulas e unidades SI.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
E_ind = k_e·? = 0,080·300 = 24,0 V. I = (E - E_ind)/(r_b + r_a) = (48,0 - 24,0)/(0,20+0,50) = 24,0/0,70 = 34,29 A. P_conv = E_ind·I = 24,0·34,29 = 822,86 W. P_mec = ?·P_conv = 0,85·822,86 = 699,43 W. T = P_mec/? = 699,43/300 = 2,33 N·m. V_term = E_ind + I·r_a = 24,0 + 34,29·0,50 = 41,14 V.
Explicação
Os cálculos realizados seguem as leis da eletricidade e da mecânica, utilizando as relações entre tensão, corrente, resistência e potência. A corrente é determinada pela diferença entre a f.e.m. e a tensão induzida, enquanto a potência convertida e a potência mecânica são calculadas com base no rendimento do motor. O torque é obtido a partir da potência mecânica e da velocidade angular, e a tensão nos terminais considera a queda de tensão na resistência da armadura.
Raio-X da questão
motor CC
avaliacao
circuitos elétricos · potência elétrica
Revisar as fórmulas de potência e torque em motores elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre tensão, corrente e resistência, aplicando a lei de Ohm de forma inadequada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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