O conhecimento dos valores de pico de corrente (valores altos de corrente elétrica) nas partidas dos motores elétricos, de modo geral, é fundamental no dimensionamento de proteções e cabos elétricos que energizarão tais motores. Dito isto, calcule a corrente de partida de um motor CC energizado por uma fonte de
, considerando uma queda de tensão nos contatos das escovas nos valores de
. Este motor tem seus enrolamentos ligados em paralelo sendo que
e
. Determine também a relação
(corrente de pico e corrente nominal) sendo que o motor em operação normal drena uma corrente de
. Dica, a força contra eletromotriz
do enrolamento de armadura é zero, pois não há excitação inicial nestas bobinas pelo fato da velocidade ser zero na partida, tão logo a fem é nula.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
- Tensão da fonte:
. - Queda de tensão nos contatos das escovas:
. - Resistência do enrolamento de armadura:
. - Resistência do enrolamento de campo (derivação):
. - Os enrolamentos estão ligados em paralelo (isto é, ambos ligados à mesma fonte).
- A força contra eletromotriz da armadura na partida é nula:
(porque a velocidade inicial é zero). - Corrente total em operação normal (corrente nominal):
.
O enunciado pede:
- Calcular a corrente de partida (corrente de pico)
. - Determinar a razão
, onde é a corrente nominal dada (aqui ).
Passo 2
Entendendo o circuito na partida e a estratégia de cálculo (sem pular etapas):
- Como os enrolamentos estão em paralelo, existe uma corrente pela armadura
e uma corrente pelo campo . A corrente total de partida é a soma dessas duas correntes:
- Na partida a armadura não gira, então a fem induzida é
. Assim a única limitação à corrente da armadura é a sua resistência ôhmica e a queda de tensão nos contatos das escovas. Logo a tensão efetiva sobre a armadura é a tensão da fonte menos a queda nas escovas:
A partir daí a corrente inicial da armadura é dada pela lei de Ohm:
- O enrolamento de campo (derivação) está simplesmente ligado à fonte (não tem a queda de escovas em série com ele, no arranjo típico), portanto a corrente do campo é
- Finalmente somamos para obter
e dividimos por para achar a razão pedida.
Passo 3
Calcular a tensão efetiva na armadura na partida:
Passo 4
Calcular a corrente inicial da armadura usando a lei de Ohm:
Expliquei: dividi a tensão que aparece sobre a armadura pela resistência ôhmica da armadura.
Passo 5
Calcular a corrente do enrolamento de campo (derivação) na partida:
Arredondei:
.
Passo 6
Somar para obter a corrente de partida total
:
Arredondando de forma prática:
(ou, se preferir,
com arredondamento para inteiro).
Passo 7
Calcular a razão entre corrente de pico e corrente nominal:
Arredondando:
Observação didática rápida: a maior parte da corrente de partida vem da armadura porque
é bem menor que
. Por isso o pico é muitas vezes várias vezes a corrente nominal — é importante dimensionar disjuntores e cabos para suportar essa inrush.