Enunciado

Em um motor cc com as bobinas de campo e o rotor conectados em paralelo (Figura E27.47), a resistência Rf das bobinas de campo é 106 V e a resistência Rr do rotor é 5,9 V. Quando uma diferença de potencial de 120 V é aplicada às escovas e o motor está rodando em plena velocidade, fornecendo potência mecânica, a corrente fornecida a ele é 4,82 A. (a) Qual é a corrente nas bobinas de campo? (b) Qual é a corrente no rotor? (c) Qual é a fem induzida, desenvolvida pelo motor? (d) Quanta potência mecânica é desenvolvida por esse motor?

Passo 1

E aiii, tudo bom?

Vamos fazer uma questãozinha aqui!

Vem comigo!

O circuito está desenhado abaixo:

E é a fem induzida desenvolvida pelo motor. Ela é dirigida de forma a se opor à corrente através do rotor.

Passo 2

Letra a:

As bobinas de campo e o rotor estão em paralelo com a diferença de potencial aplicada V, então:

V = I f R f

I f = V R f = 120 V 106 Ω = 1.13 A

Passo 3

Letra b:

A aplicação da lei dos nós no nó a no diagrama do circuito resulta em I - I f - I r = 0 :

I r = I - I f = 4.82 A - 1.13 A = 3.69 A

Passo 4

Letra c:

A queda potencial através do rotor I r R r + ε , deve ser igual à diferença de potencial:

V = I r R t + ε

ε = V - I r R r = 120 V - 3.69 A 5 . 9 Ω = 98 . 2 V

Passo 5

Letra d:

A saída de energia mecânica é a entrada de energia elétrica menos a taxa de dissipação de energia elétrica na resistência do motor:

A entrada de energia elétrica para o motor é:

P en  = I V = 4.82 A 120 V = 578 W

A perda de energia elétrica nas duas resistências é:

P perda  = I f 2 R f + I r 2 R r = ( 1.13 A ) 2 ( 106 Ω ) + ( 3.69 A ) 2 ( 5.9 Ω ) = 216 W

A potência mecânica de saída é:

P saída  = P e n - R perda  = 578 W - 216 W = 362 W

A saída de potência mecânica é a potência associada à fem induzida ε é:

P saída  = P ε = ε I r = 98.2 V 3.69 A = 362 W

que concorda com o cálculo acima.

Resposta

  1. 1.13 A
  2. 3.69 A
  3. 98 . 2 V
  4. V e r   r e s o l u ç ã o
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