Experimento 16 - Motor Elétrico
EXPERIMENTO 16 - LABAP: ELETROMAGNETISMO, LEI DE FARADAY-NEUMANN-LENZ, EQUAÇÕES DE MAXWELL, MOTORES ELÉTRICOS, LEI DE AMPÈRE-MAXWELL, PROPAGAÇÃO DAS ONDAS, OSCILAÇÕES AMORTECIDAS e FORÇADAS / FÍSICA II e III.
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CONCEITOS RELEVANTES: MOTOR ELÉTRICO
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Um Motor elétrico ou atuador elétrico é qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.
A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerador ou por um dínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção.
A maioria de motores elétricos trabalha pela interação entre campos eletromagnéticos, mas existem motores baseados em outros fenômenos eletromecânicos, tais como forças eletrostáticas. O princípio fundamental em que os motores eletromagnéticos são baseados é que há uma força mecânica em todo o fio quando está conduzindo corrente elétrica imersa em um campo magnético. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular ao fio e ao campo magnético. Em um motor giratório, há um elemento girando, o rotor. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor.
A maioria de motores magnéticos são giratórios, mas existem também os tipos lineares. Em um motor giratório, a parte giratória (geralmente no interior) é chamada de rotor, e a parte estacionária é chamada deestator . O motor é constituído de eletroímãs que são posicionados em ranhuras do material ferromagnético que constitui o corpo do rotor e enroladas e adequadamente dispostas em volta do material ferromagnético que constitui o estator.
Umas das 4 equações de Maxwell chamada lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou lei da indução eletromagnética, é uma lei básica do eletromagnetismo que relaciona a variação temporal de campos magnéticos atravessando circuitos elétricos com o aparecimento de forças eletromotrizesnesses circuitos. Esta lei descreve o princípio fundamental de funcionamento detransformadores, geradores e motores elétricos.
No eletromagnetismo clássico, a lei de Ampère permite calcular o campo magnético a partir de uma distribuição de densidade de corrente elétrica ou de uma corrente elétrica ambas estacionárias (independentes do tempo). A partir da Lei de Biot-Savart é possível calcular o campo magnético associado a uma distribuição estacionária de corrente somando-se as contribuições ao campo de todos os elementos infinitesimais de corrente ao longo do circuito em questão. No caso de uma distribuição complicada de correntes o cálculo pode ser bastante trabalhoso e, em muitos casos, exigir o uso de um computador. Entretanto, se a distribuição possui algum tipo de simetria podemos usar a Lei de Ampère para determinar o campo magnético total, o que facilita consideravelmente os cálculos. O nome da lei é um reconhecimento ao físico francês André-Marie Ampère que a descobriu em 1826. O nome lei de AMPÈRE-MAXWELL foi devido a contribuição de Maxwell introduzindo um termo a mais na equação que preservava as simetrias das equações para os campos elétricos e magnéticos, e não violava a lei de conservação da carga-corrente (equação da continuidade).
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Direitos autorais: Prof. João Paulo (vice coordenador do LABAP) - Física.