No ensaio de um motor CC do tipo composto de 120 V com carga de
, o amperímetro conectado à saída da fonte mediu
e o tacômetro indicou
. Qual o valor da potência desenvolvida pelo motor em CV e o rendimento do motor em
?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados (peguei todos do enunciado):
- Tensão da fonte:
. - Corrente medida na saída da fonte:
. - Torque no eixo (carga):
. - Velocidade medida pelo tacômetro:
.
O que o problema pede:
- A potência desenvolvida pelo motor em cavalos-vapor (CV).
- O rendimento (eficiência) do motor em porcentagem (%).
Passo 2
Vou calcular a potência mecânica desenvolvida no eixo a partir do torque e da velocidade. A fórmula básica é:
onde:
-
é o torque em , -
é a velocidade angular em , -
é a potência mecânica em watts ( ).
Precisamos converter a velocidade de rotações por minuto para radianos por segundo. A relação é
Substituindo
:
Agora a potência mecânica:
Passo 3
Converter a potência de watts para cavalos-vapor. Usarei o valor convencional
Então
(Arredondei para três casas significativas na resposta final.)
Passo 4
Calcular a potência elétrica de entrada fornecida pelo gerador/fonte. A potência elétrica fornecida é
onde
é a tensão e
a corrente. Substituindo:
Passo 5
Agora o rendimento (
) do motor é a razão entre a potência mecânica útil na saída e a potência elétrica fornecida:
Em porcentagem: