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 120^\circ. A superposição desses três fluxos cria um campo magnético resultante que gira em torno do eixo com velocidade síncrona dada por
n_s = \frac{120\,f}{p},
onde f é a frequência da rede e p 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 \mathbf{F} = I\,\ell \times \mathbf{B}. 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
s = \frac{n_s - n}{n_s},
onde n é a rotação do rotor. O torque do motor depende de s: para pequenos valores de s ele cresce quase proporcionalmente e atinge um máximo antes de decair para s=1 (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.

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