Explique em palavras:
(f) O que é um motor de corrente contínua e porque ele funciona?
(f) O que é um motor de corrente contínua e porque ele funciona?
Passo 1
O enunciado pede para a gente entender, em palavras, o que é um motor de corrente contínua (CC) e por que ele funciona. O conteúdo principal aqui é máquina elétrica rotativa e os princípios de eletromagnetismo (força de Lorentz e comutação).
Passo 2
Um motor de corrente contínua é um dispositivo eletromecânico que converte energia elétrica em energia mecânica de rotação. Ele tem basicamente duas partes principais: o estator, que fornece o campo magnético (pode ser um ímã permanente ou um enrolamento com corrente CC), e o rotor (ou armadura), que é um conjunto de bobinas ligadas a um eixo e a um comutador.
Passo 3
O funcionamento começa quando você aplica uma tensão CC às bobinas do rotor. Cada bobina percorre uma corrente
e, estando imersa no campo magnético
do estator, sofre a força de Lorentz. Em cada fio do enrolamento a força é
onde
é o vetor que representa o comprimento e a orientação do fio. Essas forças geram um torque sobre o eixo, fazendo o rotor girar.
Passo 4
Para manter a rotação contínua, é preciso inverter o sentido da corrente nas bobinas no momento certo, ou seja, sempre que elas passam pela posição neutra entre os polos do estator. É aí que entra o comutador: um conjunto de contatos mecânicos que troca as conexões das bobinas com a fonte CC, garantindo que o torque resultante aponte sempre no mesmo sentido.
Passo 5
Resumindo a construção e o princípio:
- O estator cria um campo magnético fixo.
- O rotor tem bobinas ligadas ao comutador.
- A corrente CC gera força em cada bobina (
). - O comutador inverte o sentido da corrente no momento certo para manter o torque unidirecional.
- O resultado é um movimento de rotação contínua cujo sentido e velocidade podem ser controlados pela tensão aplicada.
Resposta
Um motor de corrente contínua é uma máquina eletromecânica que converte energia elétrica CC em trabalho mecânico de rotação. Ele funciona porque a corrente que circula nas bobinas do rotor, colocadas num campo magnético, sofre a força de Lorentz (
), gerando torque. O comutador inverte o sentido da corrente no momento certo, mantendo o torque sempre no mesmo sentido e fazendo o rotor girar continuamente.