Considere um motor CC com Kt = 0,10 N·m/A, Ke = 0,10 V·s/rad, resistência R = 1,0 O e tensão de alimentação 24…

Questão

Considere um motor CC com Kt = 0,10 N·m/A, Ke = 0,10 V·s/rad, resistência R = 1,0 O e tensão de alimentação 24 V. Para uma carga que exige t = 0,50 N·m, explique qualitativa e quantitativamente: (a) corrente e velocidade de regime; (b) potência elétrica consumida e potência mecânica útil; (c) efeito, qualitativo e com estimativa numérica, de aumentar a corrente em 50%.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

(a) I = t/Kt = 0,50/0,10 = 5,0 A. Queda IR = 5,0·1,0 = 5,0 V. F.c.e. E = 24 - 5 = 19 V. ? = E/Ke = 19/0,10 = 190 rad/s. (b) Peletr = V·I = 24·5,0 = 120 W. Pmec = t·? = 0,5·190 = 95 W. Eficiência = 95/120 ˜ 79,2%. (c) Se a corrente aumentasse 50% para 7,5 A (hipóteses: corrente mantida artificialmente), Peletr = 24·7,5 = 180 W; mantendo Pmec ˜95 W, eficiência cairia para 95/180 ˜ 52,8%. Em prática, um aumento temporário de corrente gera torque excedente que acelera o motor; então a f.c.e. sobe até reduzir a corrente ao valor imposto pelo torque de carga, de modo que a corrente em regime é determinada pela carga e não pode crescer indefinidamente sem alterar tensão ou carga.

Explicação

A resposta apresenta cálculos precisos que relacionam torque, corrente, tensão e velocidade, demonstrando a interdependência entre essas variáveis em um motor CC. Além disso, a análise da eficiência ao aumentar a corrente ilustra como a potência elétrica consumida e a potência mecânica útil se comportam sob diferentes condições de carga. A explicação também aborda o funcionamento prático do motor, enfatizando a importância do equilíbrio entre torque, corrente e a tensão de alimentação.

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Considere um motor CC com constantes k = 0,50 N·m/A e k_e = 0,50 V·s/rad, resistência de armadura R = 2,0 O e tensão V =…
• Um motor CC é alimentado por U = 48,0 V, tem resistência do enrolamento R = 1,20 O, constante de torque k_t = 0,080…
• Um motor CC é alimentado por fonte de f.e.m. E = 48 V com resistência interna da fonte r_f = 0,50 O e resistência de…
• Considere um motor DC cuja constante de torque é k_t = 0,10 N·m/A e constante de força contraeletromotriz k_e = 0,10…
• Um motor CC é alimentado por uma fonte E = 48,0 V com resistência de armadura Ra = 0,50 O. O torque gerado pelo motor é…
• Um motor CC tem resistência de armadura Ra = 0,50 O, constante de torque Kt = 0,050 N·m/A e constante de força…

Todas as questões de Trabalho e Potência Mecânica