6.2 Como um motor de indução desenvolve conjugado?
Passo 1
O enunciado pergunta “Como um motor de indução desenvolve conjugado?”, ou seja, qual o mecanismo físico que faz surgir o torque no eixo de um motor de indução trifásico. O conteúdo principal aqui envolve o conceito de campo magnético girante, indução eletromagnética (Lei de Faraday) e força de Lorentz em condutores elétricos.
Passo 2
Quando aplicamos tensões trifásicas ao estator, cada fase gera um fluxo magnético defasado em
. A superposição desses três fluxos cria um campo magnético resultante que gira em torno do eixo com velocidade síncrona dada por
onde
é a frequência da rede e
o número de polos do estator.
Passo 3
Esse campo girante corta as barras do rotor (que estão inicialmente em repouso), induzindo nelas uma tensão segundo a Lei de Faraday. Essa tensão gera correntes no rotor, pois o rotor forma um circuito fechado pelas suas barras e anéis (gaiola de esquilo ou rotor bobinado).
Passo 4
As correntes induzidas no rotor interagem com o campo magnético girante do estator: cada barra percorre um campo B em movimento relativo, fazendo surgir sobre cada condutor uma força de Lorentz
. A direção dessas forças é tangencial ao rotor, produzindo um momento de força (torque) que tende a pôr o rotor em movimento no mesmo sentido do campo.
Passo 5
À medida que o rotor acelera, a velocidade relativa entre campo girante e rotor diminui. Definimos o escorregamento como
onde
é a rotação do rotor. O torque do motor depende de
: para pequenos valores de
ele cresce quase proporcionalmente e atinge um máximo antes de decair para
(partida em carga). Esse comportamento explica desde a partida até o regime permanente do motor.
Resposta
O motor de indução desenvolve conjugado porque o campo magnético girante do estator induz correntes no rotor, e essas correntes interagem com o próprio campo através da força de Lorentz, gerando um torque tangencial que faz o eixo girar.