Explique e calcule se um motor de corrente contínua pode fornecer um torque T_req = 1,00 N·m quando alimentado…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Explique e calcule se um motor de corrente contínua pode fornecer um torque T_req = 1,00 N·m quando alimentado por bateria com f.e.m. E = 24,0 V e resistência interna r = 0,50 O. A armadura do motor tem Ra = 1,50 O e constantes Ke = Kt = 0,0200 (V·s·rad?¹ e N·m/A). Considere equilíbrio elétrico e relacione corrente, torque e força contra-e.m.f.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo: T = Kt·I ? I_req = T_req/Kt = 1,00/0,02 = 50,0 A. Queda ôhmica total = I_req·(Ra+r)=50·(1,5+0,5)=50·2,0=100 V. A equação de malha: E = I(Ra+r) + Ke·? ? Ke·? = E - I(Ra+r) = 24 -100 = -76 V (impraticável). Conclusão: a bateria não fornece tensão suficiente; o motor não alcança I_req nem T_req. Corrente máxima possível sem limite adicional é I_max = E/(Ra+r)=24/2,0=12,0 A ? torque disponível T_disp = Kt·I_max = 0,02·12 = 0,24 N·m < 1,00 N·m; o motor entra em regime de estolamento/queda de velocidade.
Explicação
A análise mostra que a corrente necessária para atingir o torque desejado é muito maior do que a corrente máxima que a bateria pode fornecer, resultando em uma queda de tensão que impossibilita o funcionamento do motor. Isso indica que o motor não consegue gerar o torque requerido devido à limitação da tensão da bateria e da resistência total do circuito. Portanto, o motor não opera nas condições necessárias e entra em estolamento.
Raio-X da questão
motor de corrente contínua
avaliacao
circuitos elétricos · torque em motores
Revisar as relações entre torque, corrente e força contra-e.m.f. em motores.
O aluno pode confundir a relação entre corrente e torque, não considerando a força contra-e.m.f. corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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