Um motor-shunt de 220 V tem uma velocidade de 1200 rpm , uma resistência de armadura de 0,2 Omega e uma queda nas escovas de 4 V . O motor absorve uma corrente de armadura de 20 A quando ligado a uma fonte de tensão nominal para uma dada carga. À medida que a carga mecânica é aumentada, o fluxo polar aumenta de 15 %, aumentando a corrente da armadura para 45A. Calcule:
a) A fcem para uma carga de 20 A .
b) A fcem para uma carga de 45A.
c) Velocidade para uma carga de 45A.
d) Os HP internos desenvolvidos pela armadura para cargas de 20 e 45A.

Passo 1

O enunciado descreve um motor de corrente contínua shunt alimentado com 220:V, cuja resistência de armadura é Ra=0,2:Omega e queda de tensão nas escovas é Vesc=4:V. Em regime nominal, o motor gira a N1=1200:rpm e absorve corrente de armadura Ia1=20:A. Quando a carga aumenta, o fluxo polar cresce 15% (logo phi2=1,15,phi1) e a corrente de armadura passa a ser Ia2=45:A. Precisamos calcular:
a) A fcem ( E1) para Ia1=20:A.
b) A fcem ( E2) para Ia2=45:A.
c) A velocidade N2 quando Ia2=45:A.
d) A potência interna desenvolvida pela armadura (em HP) para cada caso.

Passo 2

Para achar a fcem em regime, usamos a equação de malha do circuito de armadura:
V = E + Ia,Ra + Vesc
Assim, para Ia1=20:A temos
E1 = 220 - (20)(0,2) - 4 = 220 - 4 - 4 = 212:V

Passo 3

Do mesmo modo, para Ia2=45:A
E2 = 220 - (45)(0,2) - 4 = 220 - 9 - 4 = 207:V

Passo 4

A relação entre fcem, fluxo e velocidade é
E = k,phi,omega, omegapropto N
Comparando os dois regimes,
N2N1 =E2/(phi2)E1/(phi1) =E2E1,phi1phi2 =207212,11,15

Passo 5

Calculando N2:
N2 = 1200;207212;11,15 approx 1200 times 0,9764 times 0,8696 approx 1018:rpm

Passo 6

A potência interna (ou potência convertida pela armadura) é dada por
Pint = E,Ia
Para Ia1=20:A:
P1 = 212 times 20 = 4240:W approx 4240746 approx 5,68:HP
Para Ia2=45:A:
P2 = 207 times 45 = 9315:W approx 9315746 approx 12,49:HP

Resposta

a) E1 = 212:V
b) E2 = 207:V
c) N2 approx 1018:rpm
d) P1 = 4240:Wapprox5,68:HP, P2 = 9315:Wapprox12,49:HP

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