O quê acontece se a corrente de campo do motor CC derivação for drasticamente reduzida? Descreva o passo a passo da resposta do motor.

Passo 1

O enunciado trata de um motor CC de derivação (shunt) e pergunta o que ocorre quando a corrente de campo I_f é drasticamente reduzida. Para resolver isso, vamos usar duas relações fundamentais: torque
T = k\,\varphi\,I_{a}
e força contraeletromotriz
E_a = k\,\varphi\,\omega
onde \varphi é o fluxo magnético no entreferro (proporcional a I_f), I_a a corrente de armadura e \omega a velocidade angular do rotor.

Passo 2

Quando diminuímos bruscamente I_f, o fluxo \varphi cai. Como E_a = k\,\varphi\,\omega, para uma mesma velocidade \omega a força contraeletromotriz E_a diminui, pois depende diretamente de \varphi.
Com E_a menor, a diferença de tensão na armadura
V - E_a
aumenta (sendo V a tensão de alimentação). A corrente de armadura sobe segundo
I_a = \frac{V - E_a}{R_a}
onde R_a é a resistência da armadura. Esse acréscimo momentâneo de I_a gera um pico de torque
T = k\,\varphi\,I_a
mesmo com \varphi reduzido.

Passo 3

O pico de torque faz o rotor acelerar, elevando \omega. À medida que \omega cresce, E_a = k\,\varphi\,\omega também sobe, mas como \varphi permanece baixo, E_a não retorna ao valor anterior. Assim, ainda existe tensão líquida V - E_a que mantém I_a e T.
O motor alcança um novo regime em que E_a se ajusta para que a corrente I_a seja apenas a necessária para equilibrar o torque com a carga. Nesse ponto, a velocidade \omega estabiliza em um nível bem mais alto do que antes da redução de I_f.

Passo 4

Na prática, esse “field weakening” pode levar a uma aceleração excessiva (runaway) se a carga for leve e não houver limitação. Por isso, reduzir demais I_f sem controle pode causar sobrevelocidade e danos mecânicos ou elétricos.

Resposta

O motor entra em regime de enfraquecimento de campo: surge um pico de corrente e torque, o rotor acelera até uma velocidade muito maior e estabiliza nesse novo patamar, correndo o risco de supervelocidade se não houver limitação.

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