Bateria E = 48,0 V com resistência interna r = 0,50 O alimenta motor CC com Ra = 1,50 O e Ke = Kt = 0,080…
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
Bateria E = 48,0 V com resistência interna r = 0,50 O alimenta motor CC com Ra = 1,50 O e Ke = Kt = 0,080 V·s·rad?¹. Em regime a corrente de armadura é I = 10,0 A. Determine: (a) tensão no motor V_m, (b) velocidade angular ?, (c) potência fornecida pela bateria e potência mecânica do motor. Use E = Ke·? e P = V·I.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
V_m = E - I·r = 48,0 - 10,0·0,50 = 43,0 V. Queda em Ra = I·Ra = 10,0·1,50 = 15,0 V ? força contraeletromotriz E_back = V_m - I·Ra = 43,0 - 15,0 = 28,0 V. ? = E_back/Ke = 28,0 / 0,080 = 350 rad/s. Potência fornecida pela bateria P_bat = E·I = 48,0·10,0 = 480 W. Potência elétrica no motor P_term = V_m·I = 43,0·10,0 = 430 W. Potência mecânica P_mech = E_back·I = 28,0·10,0 = 280 W (também P_term - I²·Ra = 430 - 150 = 280 W). Torque t = Kt·I = 0,080·10,0 = 0,80 N·m.
Explicação
A tensão no motor é calculada subtraindo a queda de tensão na resistência interna da bateria, resultando na tensão efetiva que o motor recebe. A velocidade angular é encontrada pela relação entre a força contraeletromotriz e a constante de eletromotriz, refletindo a eficiência do motor em converter energia elétrica em movimento. As potências fornecida pela bateria e no motor são determinadas pela multiplicação da tensão e corrente, permitindo avaliar a energia transferida e a eficiência do sistema.
Raio-X da questão
circuito elétrico e potência
avaliacao
circuitos elétricos · potência elétrica
Revisar as leis de circuitos elétricos e potência em motores.
O aluno pode confundir a relação entre tensão e corrente, aplicando a fórmula errada para calcular a potência do motor.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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