Um motor de corrente contínua é alimentado por V = 48,0 V; a resistência de armadura é r_a = 0,80 O; as…
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 de corrente contínua é alimentado por V = 48,0 V; a resistência de armadura é r_a = 0,80 O; as constantes elétrica e de torque são k_e = k_t = 0,050 (V·s)/rad = 0,050 N·m/A. Em regime permanente, E = k_e·? e t = k_t·I. (a) Calcule a velocidade angular ?_1 quando o torque de carga é t_1 = 1,00 N·m. (b) Se o torque de carga aumenta para t_2 = 2,50 N·m, calcule ?_2. Explique qualitativa e quantitativamente como corrente e velocidade mudam entre os dois regimes. Use V = k_e·? + I·r_a e I = t/k_t.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo e cálculos: I = t/k_t. Para t_1=1,00 N·m ? I_1=1,00/0,050=20,0 A; queda de tensão = I_1·r_a = 20,0·0,80 = 16,0 V; ?_1=(V-I_1·r_a)/k_e = (48,0-16,0)/0,050 = 640 rad/s. Para t_2=2,50 N·m ? I_2=2,50/0,050=50,0 A; queda = 50,0·0,80 = 40,0 V; ?_2=(48,0-40,0)/0,050 = 160 rad/s. Qualitativo: ao aumentar o torque de carga a corrente aumenta proporcionalmente (I ? t) e a queda ôhmica I·r_a cresce, reduzindo a fem útil k_e·? e portanto a velocidade; resultado: corrente sobe de 20,0 A para 50,0 A e velocidade cai de 640 rad/s para 160 rad/s. Observação prática: correntes elevadas podem exceder limites térmicos do motor.
Explicação
O cálculo da corrente é feito a partir da relação entre torque e constante de torque, e a queda de tensão é determinada pela resistência de armadura multiplicada pela corrente. A velocidade angular é obtida subtraindo a queda de tensão da tensão de alimentação e dividindo pelo valor da constante elétrica. O aumento do torque resulta em maior corrente e queda de tensão, o que diminui a velocidade angular do motor.
Raio-X da questão
motor de corrente contínua
avaliacao
circuitos elétricos · motores elétricos
Revisar as equações de funcionamento de motores de corrente contínua.
O aluno pode confundir a relação entre torque e corrente, aplicando a fórmula de forma incorreta ao calcular a velocidade angular.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um gerador entrega 230 V a um consumidor de 46 O. A potência mecânica de entrada ao gerador é 1 500 W. Calcule a…
- Uma bateria possui força eletromotriz E = 12,0 V e resistência interna r = 1,0 O. Ao conectar um receptor de resistência…
- Para uma comunidade rural sem rede, avalie comparativamente um sistema fotovoltaico off-grid e um gerador diesel…
- Um espira circular está fixa ao redor do eixo de um solenoide cujo campo magnético axial, apontando para dentro do plano…
- Um indutor de indutância L = 50,0 mH é percorrido por uma corrente que decresce uniformemente com taxa di/dt = -5,00…
- Um motor CC, alimentado por V = 48,0 V, tem resistência de armadura r_a = 0,50 O e em regime fornece corrente I = 20,0…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog