Um motor elétrico é alimentado por 24 V e consome 5,0 A, girando com velocidade angular constante ? = 120…
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 elétrico é alimentado por 24 V e consome 5,0 A, girando com velocidade angular constante ? = 120 rad/s. O rendimento do motor é 80%. Calcule: a) potência elétrica fornecida; b) potência mecânica útil; c) trabalho realizado pelo motor em 1,0 min; d) torque produzido. Em seguida, explique qualitativa e quantitativamente como mudam potência e torque se a corrente subir para 7,0 A mantendo ? e rendimento constantes.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: a) P_el = V·I = 24 V·5,0 A = 120 W. b) P_mec = ?·P_el = 0,80·120 W = 96 W. c) Trabalho em t = 60 s: W = P_mec·t = 96 W·60 s = 5760 J. d) Torque t = P_mec/? = 96 W / 120 rad·s?¹ = 0,80 N·m. Se I = 7,0 A: P_el = 24·7,0 = 168 W; P_mec = 0,80·168 = 134,4 W; t = 134,4 / 120 = 1,12 N·m. Conclusão: com velocidade e rendimento constantes, aumento de corrente eleva proporcionalmente a potência elétrica, a potência mecânica útil e o torque, aumentando também o trabalho gerado no mesmo intervalo de tempo.
Explicação
O cálculo da potência elétrica é feito multiplicando a tensão pela corrente, resultando em um aumento proporcional com o aumento da corrente. O rendimento do motor, que é constante, permite que a potência mecânica útil também aumente proporcionalmente, assim como o torque, que é obtido pela relação entre potência mecânica e velocidade angular. Portanto, ao elevar a corrente, todas essas grandezas aumentam, resultando em maior trabalho realizado no mesmo intervalo de tempo.
Raio-X da questão
potência e torque
avaliacao
potência elétrica · torque e rendimento
Revisar conceitos de potência elétrica, rendimento e torque em motores.
O aluno pode confundir a relação entre corrente e potência, acreditando que um aumento na corrente sempre resulta em aumento proporcional da potência, sem considerar o rendimento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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