(0,4pts) Qual a potência de saída, de um motor Shunt com uma eficiência de 80 \% a uma tensão de alimentação de 120 V , funcionando com uma corrente de armadura de 7 A e corrente de campo de 1 A ?

Passo 1

O enunciado pede a potência de saída do motor. As informações fornecidas são:
  • eficiência: \eta = 80\%.
  • tensão de alimentação: V = 120\\ \text{V}.
  • corrente de armadura: I_a = 7\\ \text{A}.
  • corrente de campo (shunt): I_f = 1\\ \text{A}.

Passo 2

Vamos entender a relação que liga potência de entrada, potência de saída e eficiência. A eficiência \eta é definida como a razão entre a potência de saída e a potência elétrica absorvida (entrada):
\eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}}.
Aqui:
  • P_{\text{out}} é a potência mecânica disponível no eixo (o que o enunciado pede).
  • P_{\text{in}} é a potência elétrica fornecida pela fonte, que para um motor série-shunt (ou shunt) alimentado em paralelo é a tensão multiplicada pela soma das correntes que saem da fonte: a corrente da armadura mais a corrente de campo. Ou seja,
P_{\text{in}} = V\,(I_a + I_f).
Explicando por que: num motor shunt a alimentação fornece simultaneamente a corrente do enrolamento de armadura e a corrente do enrolamento de campo, então a fonte vê a soma dessas correntes.

Passo 3

Calcular a potência de entrada usando os valores dados:
P_{\text{in}} = 120\,(7 + 1)\\ \text{W} = 120 \cdot 8\\ \text{W}.
Fazendo a conta:
P_{\text{in}} = 960\\ \text{W}.

Passo 4

Agora usamos a definição de eficiência para obter a potência de saída:
P_{\text{out}} = \eta \, P_{\text{in}}.
Substituindo \eta = 80\% = 0{,}80 e P_{\text{in}} = 960\\ \text{W}:
P_{\text{out}} = 0{,}80 \cdot 960\\ \text{W} = 768\\ \text{W}.

Passo 5

Interpretação e comentários úteis para a prova:
  • A potência de entrada que calculámos inclui a potência consumida pelo enrolamento de campo. Podemos calcular essa perda conhecida:
P_{\text{campo}} = V I_f = 120 \cdot 1 = 120\\ \text{W}.
  • As perdas totais do motor são
P_{\text{perdas}} = P_{\text{in}} - P_{\text{out}} = 960 - 768 = 192\\ \text{W}.
  • Destas perdas, 120\\ \text{W} são perdas no campo e o restante ( 72\\ \text{W}) representa perdas no circuito de armadura, atrito, perdas magnéticas etc., que não podemos separar sem dados adicionais (como resistências ou perdas específicas).

Resposta

768\\ \text{W}

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