Práticas de Máquinas Elétricas

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Indaial – 2021
Práticas de Máquinas 
elétricas
Prof.ª Andrea Acunha Martin 
1a Edição
Copyright © UNIASSELVI 2021
Elaboração:
Prof.ª Andrea Acunha Martin 
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri 
UNIASSELVI – Indaial.
Impresso por:
M379p
Martin, Andrea Acunha
Práticas de máquinas elétricas. / Andrea Acunha Martin – 
Indaial: UNIASSELVI, 2021.
164 p.; il.
ISBN 978-65-5663-969-7 
ISBN Digital 978-65-5663-970-3
1. Motores de corrente contínua. - Brasil. II. Centro 
Universitário Leonardo da Vinci.
CDD 621.31042
aPresentação
Olá, acadêmico! Seja bem-vindo ao Livro Didático Práticas de 
Máquinas Elétricas. Nós iremos estudar a respeito das máquinas elétricas, 
um assunto muito importante, afinal, tais máquinas são encontradas em boa 
parte das indústrias e também em nossas casas. Desse modo, veremos que 
existem vários tipos de máquinas elétricas, como o motor elétrico (presente 
nas indústrias) e os eletrodomésticos utilizados cotidianamente, de modo que 
há geradores responsáveis pela energia elétrica utilizada diariamente assim 
como os transformadores que podem aumentar ou diminuir a tensão. Cada 
uma dessas máquinas é composta de uma estrutura mecânica específica e 
uma determinada complexidade, como teremos a oportunidade de observar.
 
Na Unidade 1, abordaremos os transformadores e as máquinas de 
indução. O primeiro equipamento a ser estudado, então, é o transformador, 
muito comum nas indústrias, no comércio e na distribuição de energia. 
Iremos conhecer os tipos de ligações e faremos, assim, alguns ensaios. 
Depois, estudaremos os conceitos que regem uma máquina de indução e 
realizaremos outro ensaio. Por fim, analisaremos os motores de indução, os 
tipos e as aplicações. 
 
Em seguida, na Unidade 2, estudaremos o que são as máquinas 
síncronas, e além de conhecer sobre o seu funcionamento, faremos alguns 
testes e ensaios. Também observaremos como uma máquina síncrona 
funciona enquanto gerador.
 
Já na Unidade 3, conheceremos os motores de corrente contínua, e 
notaremos que apesar da concorrência com as máquinas de indução e com as 
máquinas síncronas, eles apresentam algumas vantagens, como a facilidade 
de controle de velocidade e o fornecimento de torque em baixas velocidades. 
Portanto, esperamos que você, acadêmico, aprecie essa leitura. Que 
com esse conteúdo você possa prosseguir no aprofundamento dos estudos 
sobre máquinas elétricas, desenvolvendo sua aprendizagem acadêmica e 
formação profissional.
 
Boa leitura e bons estudos!
Prof.ª Andrea Acunha Martin 
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para 
você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi-
dades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra-
mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui 
para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida-
de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun-
to em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
NOTA
Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela 
um novo conhecimento. 
Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro 
que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você 
terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen-
tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento.
Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo.
Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada!
LEMBRETE
suMário
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO ..................................................... 1
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES ............................................................................................... 3
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 3
2 INTRODUÇÃO AOS TRANSFORMADORES ............................................................................ 3 
2.1 O QUE É UM TRANSFORMADOR? ONDE É UTILIZADO? ................................................ 4
2.2 POR DENTRO DOS TRASFORMADORES ............................................................................... 5
2.3 CIRCUITO EQUIVALENTE ....................................................................................................... 10
3 TIPOS DE LIGAÇÕES ..................................................................................................................... 11
4 ENSAIOS DOS TRANSFORMADORES .................................................................................... 15
4.1 OPERAÇÃO A VAZIO ................................................................................................................ 15
4.2 ENSAIO EM CURTO-CIRCUITO .............................................................................................. 16
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 18
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 19
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO ..................................................................................... 21
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 21
2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MÁQUINAS DE INDUÇÃO ........................... 21
2.1 MOTOR DE INDUÇÃO .............................................................................................................. 23
3 CIRCUITO EQUIVALENTE E ANÁLISE DAS MÁQUINAS DE INDUÇÃO ...................... 28
4 ENSAIO PARA OBTENÇÃO DOS PARÂMETROS ................................................................. 30
4.1 ENSAIO SEM CARGA OU A VAZIO ....................................................................................... 31
4.2 ENSAIO CC PARA A RESISTÊNCIA DE ESTATOR ............................................................... 32
4.3 ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO ....................................................................................... 33
RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 36
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 37
TÓPICO 3 — CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO .............................................................. 39
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 39
2 NORMAS E ESPECIFICAÇÕES ....................................................................................................39
3 TIPOS DE CLASSES ........................................................................................................................ 40
4 APLICAÇÕES .................................................................................................................................... 41
LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 45
RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 51
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 52
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 54
UNIDADE 2 — PRÁTICAS COM MÁQUINAS SÍNCRONAS .................................................. 55
TÓPICO 1 — INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS SÍNCRONAS .................................................. 57
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 57
2 O QUE SÃO MÁQUINAS SÍNCRONAS? ................................................................................... 57
3 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS ............................. 59
3.1 MOTOR ......................................................................................................................................... 60
3.2 GERADOR ..................................................................................................................................... 61
4 DIAGRAMA FASORIAL DA MÁQUINA SÍNCRONA .......................................................... 62
4.1 MOTOR ........................................................................................................................................ 63
RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 68
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 69
TÓPICO 2 — TESTES E ENSAIOS ................................................................................................... 71
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 71
2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS ........................ 71
3 CIRCUITO EQUIVALENTE DAS MÁQUINAS SÍNCRONAS .............................................. 72
3.1 CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM MOTOR SÍNCRONO ................................................. 73
3.2 CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM GERADOR SÍNCRONO ............................................ 77
3 TESTE EM ABERTO E TESTE EM CURTO-CIRCUITO .......................................................... 81
RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 87
AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 88
TÓPICO 3 — OPERAÇÃO DA MÁQUINA SÍNCRONA COMO GERADOR ....................... 91
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 91
2 CAPACIDADE DA MÁQUINA SÍNCRONA ............................................................................. 91
3 FREQUÊNCIA SÍNCRONA DE OPERAÇÃO ............................................................................ 93
4 CONTROLE DE VELOCIDADE ..................................................................................................... 94
5 APLICAÇÕES .................................................................................................................................... 97
LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 103
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 109
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 110
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 112
UNIDADE 3 — PRÁTICAS COM MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ...................... 113
TÓPICO 1 — INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA .................. 115
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 115
2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS DE
 CORRENTE CONTÍNUA ............................................................................................................. 115
2.1 ESTRUTURA FÍSICA ................................................................................................................ 116
3 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DAS MÁQUINAS DE
 CORRENTE CONTÍNUA ............................................................................................................. 118
4 PERDAS E RENDIMENTOS ........................................................................................................ 122
RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 126
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 127
TÓPICO 2 — MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ........................................................... 129
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 129
2 CORRENTE DE PARTIDA DO MOTOR CC ............................................................................ 129
3 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO E PARTIDA ........................................................................... 130
4 CIRCUITO EQUIVALENTE ......................................................................................................... 131
RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 145
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 146
TÓPICO 3 — TIPOS DE MOTORES DE CC ................................................................................. 149
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 149
2 SHUNT .............................................................................................................................................. 149
3 SÉRIE ................................................................................................................................................. 151
4 COMPOSTO .................................................................................................................................... 153
LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 156
RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 161
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 162
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 164
1
UNIDADE 1— 
PRÁTICAS COM MOTORES DE 
INDUÇÃO
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
 A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• conhecer os princípios de funcionamento das máquinas de indução;
• conhecer os princípios de funcionamento das máquinas síncronas;
• conhecer o princípio de funcionamento dos transformadores;
• aprender as aplicações dos motores de indução.
 Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, 
você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo 
apresentado.
TÓPICO 1 – TRANSFORMADORES
TÓPICO 2 – MÁQUINAS DE INDUÇÃO
TÓPICO 3 – CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO
Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos 
em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá 
melhor as informações.
CHAMADA
2
3
TÓPICO 1 — UNIDADE 1
TRANSFORMADORES
1 INTRODUÇÃO 
Acadêmico, no Tópico 1, abordaremos os transformadores, que com os 
geradores síncronos e os motores de corrente alternada foram os responsáveis 
por facilitar a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica em corrente 
alternada. Neste tópico, veremos quando surgiu o transformador e qual a sua 
função, ou seja, os aspectos gerais. 
 
Após esse conceito inicial, iremos conhecer o autotransformador e os 
tipos de conexão que são comuns em transformadores trifásicos. 
Compreenderemos, por fim, que os transformadores podem ser 
representados por meio de circuitos elétricos, sendo que os parâmetros de tais 
circuitos são obtidos pelos ensaios.
2 INTRODUÇÃO AOS TRANSFORMADORES 
Para fornecer energia para as lâmpadas incandescentes, Thomas Edison 
(1847-1931), em 1882, implantou nos Estados Unidos, na cidade de Nova York, a 
primeira estação geradora de energia elétrica, um sistema de distribuição baseado 
em corrente contínua de 120V (CHAPMAN, 2013). 
A estação geradora era boa, mas apresentava um problema, isto é, a geração 
e a transmissão de energia tinham tensões muito baixas, então, para fornecer 
a quantidade de energia necessária, era preciso que houvessem correntes bem 
elevadas. No entanto, essas correntes elevadas também causavam problemas, 
como quedas de tensão e grandes perdas de energia nas linhas de transmissão. 
Para reverter esses problemas, as usinas geradoras ficavam próximas 
umas das outras, já que os sistemas de energia em corrente contínua (CC) de 
baixa tensão não podiam ser transmitidos para longas distâncias. Então, como 
esse problema foi resolvido? Foi resolvido com a invenção dos transformadores 
e com o desenvolvimento de estações geradoras de corrente alternada (CA) 
(CHAPMAN, 2013). 
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
4
2.1 O QUE É UM TRANSFORMADOR? ONDE É UTILIZADO? 
O transformador é tão importante como componente ou como equipamento 
auxiliar em diversos tipos de circuitos. Ele pode ser encontrado em aparelhos 
eletrônicos, mas também em sistemas de geração, transmissão e distribuição de 
energia elétrica, trabalhando com os mais diversos níveis de tensões, correntes e 
frequências.
De maneira simplificada, podemos dizer o transformador é um 
equipamento utilizado para redução de tensão (transformador abaixador) 
ou aumento de tensão (transformador elevador). Já de modo ideal, um 
transformador converte um nível de tensão CA em outro nível de tensão, sem 
ter nenhum impacto na potência elétrica fornecida. Além disso, sua construção é 
relativamente simples, pois não possui peças móveis ou desgastáveis. 
Conforme Simone (2010), um transformador pode servir para mudar os 
níveis de tensão e de corrente em sistema elétrico, sem afetar a frequência da onda 
fundamental, sendo utilizado nas redes de distribuição e transmissão de energia. 
E pode realizar, assim, o casamento de impedâncias em estágio de sistema de 
sonorização de audiofrequência, ou então, radiofrequência, por exemplo, em 
circuitos de radiocomunicações, assim como na isolação elétrica de dois ou mais 
estágios, em planta elétrica de centro de avaliação médica, equipamentos de 
pesquisa, transmissão e geração de sinais, computação, eletrônica etc. 
Sendo assim, os transformadores são tipicamente utilizados para eliminar 
a interferência eletromagnética, bloqueando os sinais de corrente contínua ou de 
frequências muito diferentes da fundamental.
Devemos observar que o transformador é um dispositivo relativamente 
simples, formado por dois ou mais circuitos elétricos acoplados por um circuito 
magnético. É uma máquina estática, ou seja, não possui partes girantes. O 
transformador monofásico, inclusive, pode ser considerado como a máquina 
elétrica mais simples. 
O transformador não é um dispositivo de conversão de energia, porém, é 
indispensável para muitos sistemas de conversão de energia.
ATENCAO
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
5
A seguir, observaremos um transformador de potência utilizado na 
transmissão e distribuição de energia elétrica. Esse tipo de transformador é 
montado em lâminas de espessura mais fina, o núcleo magnético tem uma 
porcentagem de silício normalmente inferior a 4%, além de laço de histerese 
estreito. Tais características servem para diminuir as perdas. 
FIGURA 1 – TRANSFORMADOR DE POTÊNCIA
FONTE: <https://shutr.bz/3kr32xE>. Acesso: 13 jul. 2021.
2.2 POR DENTRO DOS TRASFORMADORES 
O transformador monofásico é um dispositivo que converte tensão e 
corrente por meio de dois enrolamentos em um núcleo magnético fechado, 
responsável pela transformação. 
Normalmente, o transformador é formado por um enrolamento primário 
(alta tensão), nele é aplicada a tensão de entrada, ou seja, ele recebe a energia 
da fonte elétrica, e um enrolamento secundário (baixa tensão), nele conecta-se a 
carga, e assim, podemos obter a tensão de saída, conforme observaremos a seguir. 
Nos sistemas de energia elétrica, a energia é gerada com tensões na faixa de 
12 a 25kV. Os transformadores elevam essas tensões a um nível entre 110kV e 1.000kV, 
aproximadamente. Tornando possível, então, começar a transmissão à longa distância. 
Depois, os transformadores abaixam a tensão para valores na faixa entre 12 a 34,5kV, para 
realizar a distribuição e permitir que a energia elétrica seja utilizada em nossas residências, 
nas fábricas e em outros espaços, com tensões, por exemplo, de 120V.
INTERESSA
NTE
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
6
FIGURA 2 – REPRESENTAÇÃO DE UM TRANSFORMADOR
FONTE: <https://shutr.bz/3ktA7ZR>. Acesso: 28 jun. 2021.
Podemos notar que o fluxo magnético está representado em apenas um 
sentido, porém, ele sempre acompanha o sentido imposto pela tensão aplicada 
ao enrolamento primário. Quando os enrolamentos estão eletricamente 
conectados, o transformador recebe o nome de autotransformador.
Um transformador funciona de acordo com os fundamentos do 
eletromagnetismo, mais especificamente com a Lei de Faraday-Neumann-
Lenz (ou lei da indução de Faraday). O enrolamento primário e secundário do 
transformador são bobinas, então, se alimentarmos um dos dois enrolamentos 
com sua tensão nominal, teremos um fluxo magnético no núcleo de ferro. 
Se, por exemplo, alimentarmos o primário com uma corrente contínua, 
não obteremos uma transformação de tensão constante no enrolamento 
secundário, porque o fluxo magnético gerado pela corrente contínua não é 
variável ao longo do tempo. Porém, se alimentarmos o primário com tensão 
alternada, ele irá produzir um fluxo magnético variável, porque a corrente 
alternada oscila em 60Hz, provocando o surgimento de uma tensão alternada 
no enrolamento secundário devido à indução magnética. Essa tensão recebe o 
nome de tensão induzida, sendo proporcional ao número de espiras da bobina, 
conforme demonstra a equação a seguir: 
Nesse caso, NP representa o número de espiras do lado do enrolamento 
primário, NS representa o número de espiras do lado do transformador 
secundário, VP(t) e VS(t) são, respectivamente, a tensão aplicada no enrolamento 
primário do transformador e a tensão produzida no lado do secundário. 
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES7
Caso não tenhamos o número de espiras dos enrolamentos, podemos 
calcular o número de espiras do primário com equação:
Nessa equação, f é a frequência (Hz), SL é a seção líquida do núcleo (cm2) 
e B é a densidade magnética do núcleo (gauss).
Já a relação de espiras ou de transformação do transformador pode ser 
obtida pela equação:
Também podemos relacionar as correntes do transformador com a relação 
de espiras de acordo com a equação:
Aqui, IP(t) e IS(t) são, respectivamente, a corrente que entra no lado primário 
do transformador e a corrente que sai do lado secundário do transformador.
Podemos reescrever as relações de correntes e tensões do transformador 
em termos de fasores, conforme as equações seguintes:
Ou,
Em um transformador ideal, a relação de espiras não afeta os seus ângulos, 
somente a magnitude das tensões e correntes.
ATENCAO
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
8
Os dois tipos de núcleo mais utilizados nos transformadores monofásicos 
são os núcleos em anel (core) e o núcleo envolvente ou blindado (shell). Existem 
outros tipos de núcleo, como os transformadores de isolação, que possuem núcleo 
em toroide. 
FIGURA 3 – TIPOS DE TRANSFORMADORES
FONTE: <https://shutr.bz/3zuOT6X>. Acesso em: 13 jul. 2021.
Em um transformador, pode ocorrer o que chamamos de correntes 
parasitas. Geralmente, o núcleo do transformador monofásico é feito de material 
ferromagnético, caso esse núcleo seja maciço, surge esse tipo de corrente 
indesejável. A resistência do núcleo interfere nos efeitos dessas correntes parasitas, 
quanto menor for a resistência elétrica do núcleo, maiores serão esses efeitos, 
causando o aquecimento.
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
9
Além das perdas devido às correntes parasitas, o transformador também 
possui perdas no cobre e perdas por histerese. As perdas no cobre estão 
relacionadas com o enrolamento das bobinas, isto é, as bobinas são feitas de fio de 
cobre esmaltado, esse fio possui uma resistência que, quando passa uma corrente 
elétrica, provoca aquecimento e, consequentemente, perdas de potência. No caso 
das perdas por histerese magnética, o problema é o atraso provocado entre o 
campo magnético e a indução magnética. Pode-se dizer que ela está diretamente 
relacionada com as perdas no ferro, material utilizado no núcleo. 
No projeto, a perda é um fator importante, e se ela não for considerada, 
a potência que o transformador é capaz de suprir acaba sendo bem menor, 
chegando a casos de rendimento de apenas 60%. 
O circuito primário fornece uma potência ativa ao transformador, podendo 
ser calculado com a equação:
Nesse caso, θP é o ângulo entre a tensão e a corrente primária. 
Do mesmo modo que calculamos a potência ativa de entrada, também 
podemos calcular a potência ativa fornecida, porém, quem fornece a potência à 
carga é o circuito secundário do transformador:
Na equação acima, θS é o ângulo entre a tensão secundária e a corrente 
secundária.
Como observamos, em um transformador ideal, os ângulos entre tensão 
e corrente não são afetados, desse modo, podemos concluir que θP = θS, ou seja, 
os enrolamentos primário e secundário de um transformador ideal, possuem o 
mesmo fator de potência; assim, Pentrada=Psaída. O mesmo raciocínio pode ser usado 
para as potências reativas Q e S. Com isso, temos as equações a seguir:
Para diminuir o efeito das correntes parasitas, não devemos utilizar um núcleo 
maciço para o transformador, mas sim chapas de ferro magnético (com uma espessura 
reduzida), e elas devem estar isoladas eletricamente uma da outra.
IMPORTANT
E
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
10
O transformador altera os níveis de tensão e de corrente, por essa razão, 
afeta também a impedância aparente de um elemento. Assim, vemos que a 
impedância na carga é dada por meio da equação:
Nesse caso, ZL é a impedância na carga.
A impedância aparente no primário é obtida por:
2.3 CIRCUITO EQUIVALENTE 
Um transformador real é diferente do modelo ideal, ou seja, ele não 
tem apenas duas bobinas e um núcleo de ferro. Existem alguns parâmetros que 
precisamos conhecer e calcular para obtermos o funcionamento adequado do 
transformador. A seguir, observaremos a apresentação do circuito equivalente de 
um transformador real. 
FIGURA 4 – CIRCUITO EQUIVALENTE DE UM TRANSFORMADOR REAL
FONTE: A autora
E,
No transformador ideal, as tensões são transformadas na razão direta da 
relação de espiras. As impedâncias, na razão direta da relação de espiras ao quadrado, e as 
correntes, na razão inversa. Já as potências não se alteram.
IMPORTANT
E
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
11
No circuito acima, podemos identificar os seguintes parâmetros: no 
enrolamento primário, temos a resistência R1 e a reatância indutiva X1. No 
enrolamento secundário, temos a resistência R2 e a reatância indutiva X2. As perdas 
no ferro são representadas pela resistência de magnetização e XM representa 
reatância indutiva de magnetização (UMANS, 2014). 
3 TIPOS DE LIGAÇÕES 
Normalmente, a geração de energia elétrica é realizada em corrente 
alternada por meio dos geradores síncronos trifásicos. Essa energia é 
transmitida e distribuída para os consumidores finais. Nesse caminho, temos os 
transformadores utilizados após a geração, para elevar e, também, para reduzir a 
tensão para subtransmissões e distribuição final da energia elétrica trifásica. 
Para todas essas funções, podemos utilizar um transformador trifásico ou 
um banco de três transformadores monofásicos. Se pensarmos do ponto de vista 
econômico, a melhor solução é utilizar um transformador trifásico. Além disso, 
proporciona melhor rendimento e ocupa um espaço menor. 
Se considerarmos a questão do custo de manutenção, um banco com três 
transformadores monofásicos é vantajoso. Afinal, um transformador monofásico 
de reserva possui valor menor do que um trifásico, com o triplo de potência. 
Outra vantagem é que se um dos transformadores monofásicos sofrer algum 
tipo de dano, é possível continuar o suprimento de energia, desde que esses dois 
transformadores restantes estejam ligados em Δ aberta (“em V”). 
Os principais tipos de ligações encontradas em um sistema trifásico são:
• estrela ou Y;
• triângulo ou Δ;
• ziguezague ou Z.
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
12
FIGURA 5 – LIGAÇÕES TRIÂNGULO E ESTRELA
FONTE: <https://shutr.bz/2W2HLkF>. Acesso em: 13 jul. 2021.
Quando temos um banco trifásico de transformadores, tanto as tensões 
como as correntes nominais do primário e do secundário, são afetadas dependendo 
da conexão. Já o valor nominal da potência aparente (kVA) não depende do tipo 
de conexão. Como se trata de um banco trifásico, o valor é sempre três vezes o 
valor dos transformadores monofásicos.
A conexão estrela-triângulo (Y-Δ), normalmente é utilizada para abaixar 
uma tensão alta para uma tensão média ou baixa. Já a conexão triângulo-estrela 
(Δ -Y) é o inverso da conexão estrela-triângulo, ou seja, costuma-se utilizar para 
elevar uma tensão.
Cabe destacar que a conexão triângulo-triângulo (Δ -Δ) também é conhecida 
como conexão V ou delta aberto, e possui uma vantagem em relação às outras 
conexões, pois um dos transformadores pode ser retirado para manutenção ou 
conserto, enquanto os outros dois ficam funcionando como um banco trifásico, 
porém, com o valor nominal reduzido a 58% do valor do banco original.
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
13
A conexão estrela-estrela (Y-Y) é muito pouco utilizada, isso ocorre 
devido às dificuldades dos fenômenos associados à corrente de excitação.
Podemos analisar, a seguir, as conexões estrela-estrela, triângulo-triângulo 
e triângulo-estrela.
FIGURA 6 – TIPOS DE CONEXÕES COM TRANSFORMADORES
FONTE: <https://shutr.bz/3kwn75W>. Acesso em: 13 jul. 2021.
Em condições equilibradas, os cálculos com bancos trifásicos de 
transformadores são feitos com apenas um dos transformadores ou fases, uma 
vez que as condições nas outras fases são iguais. A única diferença é a defasagem 
de 120° entreas fases. 
Vamos a um exemplo? Considere três transformadores monofásicos 
idênticos conectados delta-delta. Os dados nominais de cada transformador são: 
15 kVA, 220/2200V e Zeq = 5+j40 Ω, referido ao circuito de alta. Uma carga trifásica 
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
14
equilibrada de 40 kVA conectada em estrela, e fator de potência 0,90 atrasada, é 
ligada nos terminais de baixa do banco trifásico para ser alimentada na tensão de 
220V. Iremos determinar o valor das correntes nos circuitos de baixa e de alta do 
circuito equivalente.
O cálculo da relação de espiras de cada transformador monofásico se 
mantém na conexão trifásica, porque as tensões sobre cada enrolamento de fase 
estrela, equivalente ao delta, é calculado da seguinte forma:
A impedância que representa cada fase do banco de transformadores é a 
impedância dada por:
O valor da corrente na linha no lado da baixa, é a corrente em cada fase 
da carga, dada por:
Já o valor da corrente na linha no lado de alta, é a corrente em cada fase 
da carga, dada por:
ou
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
15
4 ENSAIOS DOS TRANSFORMADORES 
Tanto os ensaios quanto os testes realizados em transformadores, 
ambos estão previstos em normas. Por meio dos ensaios e dos testes, podemos 
verificar, por exemplo, se os parâmetros reais do transformador estão de acordo 
com o projeto. Com os ensaios, também conseguimos encontrar as dimensões 
das variáveis definidas no modelo do transformador real, com a utilização de 
simulações.
4.1 OPERAÇÃO A VAZIO 
O ensaio a vazio dos transformadores tem como objetivo determinar 
as perdas no núcleo ou perdas por histerese e de Foucault, além de calcular 
os parâmetros magnéticos para a construção do circuito equivalente do 
transformador. 
Faremos um exemplo montando o circuito da figura 4, utilizando um 
transformador comercial de 500 VA disponível na maioria das lojas de produtos 
para eletricidade. Os mesmos testes são válidos em qualquer tipo de transformador. 
Os transformadores de pequeno porte costumam ser construídos com as duas 
bobinas acopladas, para um equipamento mais compacto, lembrando que essa 
configuração é chamada de autotransformador.
De posse desse transformador, o teste a vazio será conectar o primário 
na rede de alimentação 220V e deixar o secundário sem conexões. Com essas 
ligações, são utilizadas medidas de tensão, corrente e potência para determinar 
os parâmetros.
É importante lembrarmos como devem ser ligados os instrumentos. 
Portanto, devemos configurar o multímetro para leituras de corrente alternada 
(valores eficazes) na faixa de tensão conveniente. Nesse passo, é importante ligar 
todos os instrumentos corretamente e deixar o secundário aberto. Agora, faremos 
tais procedimentos:
• conectar os terminais 1 e 2 em uma fonte CA ajustável para tensão nominal 
de 220V;
• medir a potência ativa absorvida fazendo a leitura do wattímetro;
• medir a tensão no primário com a ajuda do voltímetro: a leitura deve seguir a 
rede de alimentação, próximo de 220V;
• medir a corrente no primário com o amperímetro: uma vez que não há carga 
no secundário e a dissipação de potência se deve quase completamente 
à resistividade dos condutores, esse valor deve variar bastante entre um 
transformador comercial e outro, e será da ordem de centenas de miliamperes; 
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
16
• calcular a potência aparente absorvida pelo primário utilizando a equação: 
S0 = VpoIpo, lembrando que essas medidas devem ser realizadas em valores 
eficazes;
• calcular os parâmetros de magnetização do transformador com as equações.
TABELA 1 – PARÂMETROS DE MAGNETICAÇÃO
FONTE: A autora
Nesse caso, cos φ é o fator de potência do transformador, IRm é a corrente 
da resistência de magnetização do ferro, Imag é a corrente da reatância de 
magnetização, Zm é a impedância do circuito magnético, Rm é a resistência do 
circuito magnético, Xmag é a reatância de magnetização e Qvar é a potência reativa 
do transformador.
Assim, determinam-se os parâmetros de resistência e indutância do 
transformador para a magnetização. Tais parâmetros estão relacionados à 
distribuição e à perda de fluxo magnético no entreferro.
4.2 ENSAIO EM CURTO-CIRCUITO
O ensaio em curto-circuito dos transformadores visa determinar as 
perdas no cobre nos enrolamentos primário e secundário. As perdas no cobre são 
a resistividade desse elemento utilizado para fabricar o fio magnético. 
Para realizar tal teste, recomenda-se o uso de uma fonte de tensão alternada 
ajustável. Desse modo, é possível aumentar e diminuir gradativamente o valor de 
pico (consequentemente o valor eficaz) para atingir o valor nominal de corrente.
As conexões dos instrumentos devem respeitar os terminais, como no 
teste anterior, para permitir medidas de tensão, corrente e potência. Os valores 
nominais de um transformador são encontrados na sua placa de descrição ou até 
na embalagem.
TÓPICO 1 — TRANSFORMADORES
17
Começaremos, então, montando o circuito da figura 4, e seguir as seguintes 
etapas: 
• ajustar a fonte de tensão alternada e alimentar o primário do transformador 
de acordo com a figura; 
• verificar que a tensão de saída inicial da fonte seja 0V, e aumentar de forma 
gradativa a tensão aplicada ao primário, por meio da fonte, até que a corrente 
indicada no amperímetro seja a corrente nominal do transformador; 
• anotar os valores da Pcc, Vccp e In medidos;
• calcular os dados do circuito equivalente utilizando as equações.
TABELA 2 – CIRCUITO EQUIVALENTE
FONTE: A autora
Nesse caso, Rcc é a resistência de curto-circuito, Zcc é a impedância de 
curto-circuito, Xcc é a reatância indutiva, cos φ é a potência dos enrolamentos e 
Np/Nc é a relação de transformação.
18
 Neste tópico, você aprendeu que:
• Os transformadores, junto aos geradores síncronos e aos motores de corrente 
alternada foram responsáveis por facilitar a geração, transmissão e distribuição 
de energia elétrica em corrente alternada.
• Os principais tipos de conexão são estrela e triângulo, e a conexão estrela-
triângulo, normalmente é utilizada para abaixar uma tensão alta para uma 
tensão média ou baixa, enquanto a conexão triângulo-estrela costuma ser 
utilizada para elevar uma tensão. 
• É possível realizar os ensaios a vazio e em curto-circuito dos transformadores.
RESUMO DO TÓPICO 1
19
1 O transformador é importante tanto como componente ou quanto como 
equipamento auxiliar em muitos circuitos. Tal componente pode ser 
encontrado em aparelhos eletrônicos, em sistemas de geração, transmissão 
e distribuição de energia elétrica, trabalhando, assim, com os mais diversos 
níveis de tensões, correntes e frequências. Sobre os transformadores, 
assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) A resistência equivalente do transformador é determinada no ensaio a 
vazio.
b) ( ) Para se realizar o ensaio a vazio, aplica-se corrente nominal nos 
enrolamentos.
c) ( ) A resistência do ramo magnetizando é determinada a partir do ensaio 
em curto-circuito.
d) ( ) O ensaio em curto-circuito dos transformadores busca determinar as 
perdas no cobre nos enrolamentos primário e secundário.
2 Frequentemente, a geração de energia elétrica é realizada em corrente 
alternada com geradores síncronos trifásicos. Essa energia é transmitida 
e distribuída para os consumidores finais, para isso, utilizamos os 
transformadores. Sobre os transformadores, analise as sentenças a seguir:
I- A conexão delta aberto possui uma vantagem em relação às outras 
conexões, pois, um dos transformadores pode ser retirado para 
manutenção ou conserto, mas os outros dois ficam funcionando como um 
banco trifásico. 
II- A conexão estrela-triângulo (Y-Δ) costuma ser utilizada para aumentar 
uma tensão baixa ou média para uma tensão alta.
III- A conexão estrela-estrela não é muito utilizada em decorrência das 
dificuldades dos fenômenos associados à corrente de excitação.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) As sentenças I e II estãocorretas.
b) ( ) Somente a sentença II está correta.
c) ( ) As sentenças I e III estão corretas.
d) ( ) Somente a sentença III está correta.
3 Os ensaios e os testes realizados em transformadores estão previstos em 
normas. Com os ensaios e os testes, é possível verificar se os parâmetros 
reais do transformador estão em conformidade com o projeto. Sobre os 
transformadores, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as 
falsas:
AUTOATIVIDADE
20
( ) A resistência do ramo magnetizando é determinada a partir do ensaio a 
vazio.
( ) Nos transformadores, a escolha do enrolamento a ser aplicado o curto-
circuito no ensaio é arbitrária.
( ) Por meio do ensaio de curto-circuito, encontramos a resistência em série 
dos enrolamentos do transformador e a reatância de magnetização do 
núcleo desse mesmo transformador.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) V – F – F.
b) ( ) V – V – F.
c) ( ) F – V – F.
d) ( ) F – F – V.
4 Um transformador possui diversas funções, como mudar os níveis de 
tensão e de corrente em um sistema elétrico, realizar o casamento de 
impedâncias, em estágio de sistema de sonorização de audiofrequência ou 
radiofrequência, na isolação elétrica, eliminar a interferência eletromagnética 
e muitas outras. A seguir, temos a representação de um transformador de 
tensão ideal. Descreva o cálculo do valor da tensão de saída.
FONTE: A autora
5 Em um transformador pode ocorrer algumas perdas, como perdas em 
decorrência das correntes parasitas, as perdas no cobre e as perdas por 
histerese. O circuito apresenta um transformador ideal. Descreva o cálculo 
do valor da corrente I1 sabendo que o resistor R tem valor de 20Ω e potência 
dissipada de 50KW.
FONTE: A autora
21
TÓPICO 2 — UNIDADE 1
MÁQUINAS DE INDUÇÃO
1 INTRODUÇÃO 
 
No Tópico 2, abordaremos as máquinas de indução, também conhecidas 
como máquinas CA assíncronas. Esse tipo de máquina pode ser utilizado como 
gerador ou motor. 
A máquina de indução como gerador ainda não é muito utilizada, mas 
desde que surgiu a geração de energia eólica, essa função ficou em destaque. 
Ainda assim, o motor elétrico continua sendo a principal aplicação. 
Iremos estudar, portanto, o que é uma máquina de indução, os aspectos 
gerais e o seu princípio de funcionamento, podemos adiantar que a máquina de 
indução é, basicamente, um transformador com um secundário grande. 
 
Depois do conceito inicial, observaremos que as máquinas elétricas podem 
ser representadas por um circuito, assim, poderemos realizar uma análise. Por 
fim, aprenderemos como realizar um ensaio para obter os parâmetros do circuito 
equivalente das máquinas de indução.
2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MÁQUINAS DE 
INDUÇÃO 
No século XIX, foi criada a máquina de indução por Nikola Tesla (1856-
1943). Essa máquina opera em corrente alternada, possuindo uma construção 
simplificada, formada basicamente por um rotor (parte rotativa) e um estator 
(parte estacionária). A máquina de indução tem muitas aplicações, principalmente 
devido à sua simplicidade, robustez e seu valor baixo, quando comparado com 
o valor de uma máquina de corrente contínua ou de uma máquina síncrona de 
mesma potência (FREITAS; SILVA, 2018).
22
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
FIGURA 7 – ROTOR DO MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO
FONTE: <https://shutr.bz/3nX2DVW>. Acesso: 16 jul. 2021.
A máquina de indução tem muitas aplicações, principalmente devido à 
sua simplicidade, robustez e seu valor baixo, quando comparado com o valor 
de uma máquina de corrente contínua ou de uma máquina síncrona de mesma 
potência (FREITAS; SILVA, 2018).
FIGURA 8 – ESTATOR DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
FONTE: <https://shutr.bz/3o1W18K>. Acesso: 16 jul. 2021.
O formato da máquina de indução depende da função para a qual é 
construída, de modo que pode funcionar como motor, freio e gerador. Essas 
máquinas também possuem esse nome porque a tensão do rotor é induzida nos 
enrolamentos ao invés de ser fornecida por uma conexão física de fios. A diferença 
principal de um motor de indução em relação a outros motores, consiste no fato 
de não ser necessário uma corrente de campo CC para que o motor opere. 
A máquina de indução como gerador possui grande aplicação em sistemas 
eólicos, mas para sua aplicação, é preciso que a turbina eólica eleve a velocidade 
de rotação acima de sua velocidade nominal (velocidade síncrona). 
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
23
O principal uso dessa máquina é como motor, já que o motor de indução 
é o tipo de motor mais utilizado na indústria, pois possui a melhor potência 
específica (maior volume de potência por peso de equipamento). Pelo fato de ser 
mais frequente como motor, muitas vezes as máquinas de indução são chamadas 
como motor de indução.
No funcionamento como motor, o rotor gira no mesmo sentido do campo 
girante do estator, porém, com uma velocidade menor e dependente da frequência 
da rede. Como freio, o rotor gira no sentido contrário ao campo girante. Vale 
ressaltar que a tendência do rotor é seguir o campo girante, dessa forma, será 
gerado um torque contrário da rotação do eixo. Esse modo é mais utilizado em 
sistemas de frenagem de veículos. Veremos, a seguir, as partes de um motor 
trifásico de indução.
FIGURA 9 – MOTOR TRIFÁSICO DE INDUÇÃO
FONTE: <https://shutr.bz/3kx0Zbt>. Acesso em: 13 jul. 2021.
2.1 MOTOR DE INDUÇÃO 
Um motor de indução tem fisicamente o mesmo estator que uma máquina 
síncrona, no entanto, a construção do rotor é diferente.
Um material muito interessante para compreendermos o funcionamento 
das máquinas de indução (como gerador) é o trabalho Uso do Gerador de Indução Du-
plamente Alimentado como Gerador Eólico (TAVARES, 2017). 
Disponível em: https://bit.ly/2XUdvJs. Acesso em: 17 jul. 2021.
NOTA
24
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
Chamamos de rotor a parte da máquina que possui uma certa velocidade 
angular em relação ao estator.
ATENCAO
Para construir um estator, utilizamos lâminas de aço magnético, as 
quais ficam empilhadas para reduzir ao máximo as perdas por corrente de 
Foucault e histerese magnética. O núcleo é constituído de um material com 
alta permeabilidade magnética, para facilitar a formação de um alto campo 
magnético e forças eletromotrizes baixas. O enrolamento do estator da máquina 
se liga à rede elétrica trifásica, assim, temos um enrolamento trifásico chamado 
de enrolamento de campo primário. O enrolamento trifásico do estator é 
constituído de três bobinas defasadas de 120o mecânicos, que podem ser ligadas 
em estrela ou triângulo.
Nos motores de indução, podemos encontrar o rotor bobinado e o gaiola 
de esquilo. O rotor gaiola de esquilo possui os anéis em curto-circuito e um 
conjunto de barras condutoras feitas de alumínio, cobre ou latão. 
Devemos compreender também, que os anéis e as barras formam uma 
única peça. Além disso, as barras condutoras são encaixadas dentro de ranhuras 
na própria superfície do rotor.
O rotor gaiola de esquilo possui esse nome porque os seus condutores são 
semelhantes a rodas, em tais condutores, os esquilos correm “fazendo exercícios”.
INTERESSA
NTE
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
25
FIGURA 10 – ROTOR GAIOLA DE ESQUILO
FONTE: <https://shutr.bz/2XIApDS>. Acesso em: 16 jul. 2021. 
O rotor denominado bobinado possui um conjunto completo de 
enrolamentos trifásicos parecidos com os enrolamentos do estator. Os 
enrolamentos desse rotor ficam em curto-circuito por meio de escovas apoiadas 
nos anéis deslizantes, e as correntes no rotor são acessadas por escovas. Por esse 
motivo, eles são menos utilizados.
FIGURA 11 – ROTOR E ESTATOR DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
FONTE: <https://bit.ly/3ksHErT>. Acesso em: 13 jul. 2021.
26
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
A velocidade do rotor pode ser expressa de dois modos: em radianos 
por segundo ou NR em rotações por minuto. Precisamos notar que a velocidade 
angular do rotor no motor de indução é menor do que a velocidade angular docampo magnético girante do entreferro, ou seja, não são iguais, e por essa razão, 
provoca um escorregamento, isto é, a diferença de velocidade, como demonstra 
a equação a seguir:
Nesse caso, s é o escorregamento, NR é a velocidade angular do rotor e NS 
é a velocidade do campo magnético girante estabelecido no entreferro.
As correntes trifásicas do motor de indução com gaiola de esquilo, quando 
circulam no estator após uma aplicação de tensão trifásica, produzem um campo 
magnético girante, BS, o qual gira em sentido anti-horário. A velocidade de 
rotação desse campo magnético (nsinc) é dada pela equação:
Nesse caso, fse é a frequência em hertz do sistema aplicada ao estator, e P 
é o número de polos da máquina. 
A tensão induzida provocada pelo campo magnético, que atravessa as 
barras do rotor, pode ser calculada pela equação a seguir:
Sendo assim, V é a velocidade da barra em relação ao campo magnético, B 
é o vetor densidade de fluxo magnético e l é o vetor que representa o comprimento 
do condutor dentro do campo magnético.
Em um motor de indução com rotor gaiola de esquilo, o escorregamento não 
pode ser superior a 5%.
IMPORTANT
E
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
27
Se considerarmos o formato da espira retangular, devemos calcular a 
tensão induzida em cada um dos segmentos e realizar a soma.
Caso haja variação no número de polos, ou até mesmo na frequência de 
uma rede elétrica, também há alteração na velocidade de rotação mecânica. Com 
construções diferentes, é possível ter mais de uma velocidade de rotação. Para 
que isso ocorra, é necessária uma variação do número de polos, mas esse não é 
o modo mais comum, pois para realizar o controle de velocidade, normalmente 
utilizamos os inversores de frequência.
Quando alimentados o circuito de enrolamento do estator com uma 
fonte trifásica CA, considerando que o enrolamento do rotor está em aberto, 
surgirá um campo magnético girante no entreferro que irá apresentar a mesma 
frequência síncrona de rotação e induzirá tensão no enrolamento do rotor na 
mesma frequência. 
Diferentemente dos motores síncronos, a partida dos motores de indução, 
em muitos casos, pode ser realizada ligando-os diretamente na linha de potência. 
No entanto, existem alguns motivos para que não se dê partida dessa maneira, 
por exemplo, a corrente de partida pode causar uma queda de tensão temporária 
no sistema de potência. 
Nos motores de indução com rotor bobinado, a partida é realizada inse-
rindo resistências no rotor, procurando manter a corrente baixa, diferentemente 
do que acontece nos motores com gaiola de esquilo, nos quais a corrente de par-
tida pode variar amplamente. 
Devido a essa característica, esse tipo de motor possui na placa de 
identificação uma letra de código para especificar os limites de corrente que o 
motor pode consumir na partida. Esses limites são dados em termos da potência 
aparente de partida do motor em função da sua especificação nominal de potência 
(HP). A potência aparente do motor pode ser obtida por:
Spartida = (potência nominal em HP) (fator da letra de código)
A tensão induzida em uma máquina depende de alguns fatores, como o fluxo 
da máquina, a velocidade angular da espira, as características construtivas da máquina e o 
número de espiras.
ATENCAO
28
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
E a corrente de partida, pela equação a seguir:
Adiante, iremos verificar uma tabela com as letras de código NEMA, 
indicando os quilovolts-amperes por HP do valor nominal de partida de um 
motor:
TABELA 3 – LETRAS DE CÓDIGOS NEMA
FONTE: CHAPMAN (2013, p. 358).
3 CIRCUITO EQUIVALENTE E ANÁLISE DAS MÁQUINAS DE 
INDUÇÃO
Para estudar uma máquina de indução, assim como estudamos os 
transformadores, podemos utilizar um circuito elétrico equivalente, porque 
nos traz mais segurança, já que suas propriedades são conhecidas, além de ser 
possível aplicar diretamente as equações fundamentais da eletricidade. 
Um dos motivos para obter o circuito equivalente de um motor de indução 
é determinar a resposta do motor quando existem mudanças de carga. Esse 
modelo é usado para uma máquina real, então, é preciso determinar os valores 
dos elementos que irão fazer parte desse modelo de circuito.
Se prestarmos atenção, notaremos que a máquina de indução é muito 
parecida com um transformador, pois sem conexão física, a energia presente no 
estator (análogo ao primário do transformador) induz tensões e correntes no 
rotor (análogo ao secundário do transformador com carga).
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
29
No entanto, há uma diferença entre a frequência induzida no estator e a 
induzida do rotor. Se o rotor estiver parado, a frequência será a mesma do estator, 
caso contrário, podemos calcular a frequência do sinal induzido do rotor pela 
equação:
Assim, f2 é a frequência do sinal induzido no rotor, f1 a frequência do sinal 
de excitação do estator e s e o escorregamento da máquina. 
O circuito elétrico equivalente da máquina de indução trifásica tem como 
diferença, em relação aos transformadores, a substituição do ramo de força por 
um ramo conversor de energia elétrica em energia mecânica. O ramo conversor 
de energia de um conversor de indução rotativo tem um valor de conjugado, 
dado:
Desse modo, Psaída é a potência entregue à carga associada à potência, 
a qual é dissipada nos atritos mecânicos e na ventilação da máquina, e ωR é a 
velocidade angular do rotor, dada por:
Ou seja, ωmec é a velocidade angular do campo magnético.
A velocidade angular do sinal elétrico que chega ao enrolamento da 
armadura e a velocidade angular do campo magnético estão relacionados com a 
equação a seguir:
No circuito elétrico equivalente, as perdas são estudadas por fase, assim 
em um circuito trifásico, temos:
Para representar o circuito equivalente de um motor de indução, devemos 
começar representando o circuito do estator. Como vimos anteriormente, temos 
a tensão terminal por fase, V1, a resistência do enrolamento, R1, e a indutância 
de dispersão, que produz uma reatância de dispersão X1. No núcleo de ferro 
ocorre os fenômenos magnéticos, os quais também devem ser representados. No 
circuito equivalente, esses fenômenos são apresentados por Xm, representando 
a reatância de magnetização e a resistência, Rc, representando as perdas pelas 
correntes de Foucault.
30
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
O circuito do rotor, além disso, possui alguns parâmetros definidos por 
uma resistência R’2 em série com uma reatância X’2, no circuito X’2 = a2 X2 e R'2 = 
a2 R2.
A seguir, veremos o circuito equivalente completo da máquina de indução, 
ou seja, os circuitos do estator e rotor:
FIGURA 12 – CIRCUITO EQUIVALENTE DA MÁQUINA DE INDUÇÃO
FONTE: A autora
A seguir, observaremos o circuito recomendado pelo IEEE. Tal circuito é 
utilizado quando a reatância de dispersão X1 for significativa, de um modo que o 
deslocamento da reatância Xm afete os valores de tensão e corrente nessa reatância.
FIGURA 13 – CIRCUITO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO DA MÁQUINA DE INDUÇÃO
FONTE: A autora
4 ENSAIO PARA OBTENÇÃO DOS PARÂMETROS 
Agora, é necessário descobrir como determinar os parâmetros R1, R’2, X1, 
X’2 e XM de um motor real. Essas informações são obtidas executando testes ou 
ensaios. Os testes são bem parecidos com os ensaios de curto-circuito e a vazio 
de um transformador.
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
31
É muito importante atentar para o fato de que os ensaios devem ser 
realizados em condições controladas, pois, como sabemos, as resistências variam 
com a temperatura, e a resistência do rotor com a frequência do rotor. 
4.1 ENSAIO SEM CARGA OU A VAZIO 
O ensaio a vazio é utilizado para medir as perdas rotacionais do motor 
e também para fornecer a informação sobre sua corrente de magnetização. Esse 
ensaio é realizado com tensão nominal. O motor deve permanecer ligado durante 
um tempo com operação em vazio para lubrificar os mancais. Somente após esse 
tempo é medido a tensão, a corrente ea potência ativa absorvida. Quando o motor 
gira em vazio, o escorregamento fica praticamente nulo. O pequeno conjugado 
que é gerado serve para compensar as perdas rotacionais.
FIGURA 14 – CIRCUITO EQUIVALENTE PARA O ENSAIO SEM CARGA
FONTE: A autora
No circuito de teste para o ensaio a vazio, será utilizado wattímetros, um 
voltímetro e três amperímetros conectados a um motor de indução. Esse motor 
irá girar livremente, ou seja, a única carga no motor são as perdas por atrito e 
ventilação.
Cabe lembrar que o modelo de circuito equivalente se aplica por fase, portanto, 
o modelo completo do motor inclui três circuitos, como os descritos defasados em suas 
grandezas elétricas de 120 graus.
ATENCAO
32
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
FIGURA 15 – CIRCUITO PARA O ENSAIO SEM CARGA
FONTE: A autora
Desse modo, conhecendo-se a potência de entrada do motor, podemos 
determinar as perdas rotacionais da máquina. A conexão apresentada de dois 
wattímetros para medida de potência, sendo permitida pelo teorema de Blondel, 
para cargas polifásicas equilibradas.
4.2 ENSAIO CC PARA A RESISTÊNCIA DE ESTATOR
Para tal tipo de ensaio, utiliza-se um motor de indução de qualquer porte 
disponível. A resistência R2’ é a resistência do rotor, muito importante para o 
funcionamento do motor de indução, pois, a partir dela, forma-se o gráfico que 
representa a curva de conjugado X velocidade. Essa curva determina a velocidade 
na qual o conjugado máximo ocorre. 
O ensaio CC determina o valor do R1. Tal ensaio consiste em uma tensão 
CC aplicada aos enrolamentos do estator de um motor de indução. Utilizando CC, 
o valor da reatância do motor é nula e não há tensão induzida no rotor. Assim, a 
única grandeza que pode limitar o fluxo de corrente no motor é a resistência de 
estator. 
No circuito para a realização do ensaio em curto-circuito que podemos 
observar, temos representado um motor de indução ligado em Y e uma fonte de 
tensão CC conectada a dois dos três terminais desse motor. 
O ensaio de rotor bloqueado é usado para determinar a resistência total do 
circuito do motor. Para obter com precisão a resistência R
2
’, é preciso conhecer R
1
, para que 
ela seja subtraída do total.
ATENCAO
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
33
Portanto, no ensaio de curto-circuito, a tensão entre os terminais do estator 
é medida após a corrente nos enrolamentos do estator ser ajustada para o valor 
nominal, de modo que os enrolamentos fiquem com a mesma temperatura.
Analisando a imagem a seguir, podemos verificar que a corrente circula 
em dois dos enrolamentos. Sendo assim, a resistência total é 2R1, então, podemos 
encontrar R1 por meio da equação:
FONTE: A autora
Depois de encontrar o valor de R1, precisamos determinar as perdas no 
cobre do estator a vazio e as perdas rotacionais, por meio da diferença entre a 
potência de entrada a vazio e as perdas no cobre do estator. Devemos utilizar, 
então, apenas uma tensão alternada para determinar as resistências internas, pois 
os motores são equilibrados por construção, ou seja, os circuitos são iguais por 
fase.
4.3 ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO 
O ensaio de rotor bloqueado de um motor de indução é parecido com o 
ensaio de curto-circuito do transformador. Ele tem como objetivo determinar o 
valor das reatâncias de dispersão e de resistência do enrolamento de rotor.
Neste ensaio, o eixo do motor é travado, enquanto o enrolamento do rotor 
é curto-circuitado. Um dos modos de travar o motor em laboratório é com a ajuda 
de uma barra, impedindo, assim, o movimento do eixo. Desse modo, a tensão é 
aplicada ao motor e mede-se a tensão, a corrente e a potência resultante. 
Geralmente, aplica-se tensão de 10% a 20% de seu valor nominal. Vejamos, 
a seguir, o circuito equivalente para o ensaio de rotor bloqueado:
FIGURA 17 – CIRCUITO EQUIVALENTE PARA O ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO
FONTE: A autora
34
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
Podemos observar as ligações usadas para realizar o ensaio com o rotor 
bloqueado. Para iniciar o ensaio, primeiramente, uma tensão alternada é aplicada 
ao estator. O próximo passo é ajustar a corrente para um valor próximo de plena 
carga. Por fim, mede-se a corrente, a tensão e a potência do motor. 
O ensaio de rotor bloqueado exige que o eixo seja preso por algum 
esquema de freios. Nesse caso, um motor de menor porte facilita o experimento, 
caso o teste seja apenas para fins didáticos, então, um freio com uma alavanca de 
sapatas é suficiente para conter o movimento. Em uma situação mais preparada, 
o freio pode ser a disco, acionado por uma alavanca.
FIGURA 18 – CIRCUITO PARA O ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO
FONTE: A autora
Nesse ensaio, o rotor não se move, portanto, o escorregamento é igual 
a 1. Assim, R2’/s é igual a R2’. Já que os valores de R2’ e X2 são bem pequenos, 
praticamente toda a corrente de entrada irá circular por elas, de modo que irá 
passar pela reatância de magnetização, pois é bem maior. 
A potência, a tensão e a corrente de entrada devem ser medidas antes que 
o rotor aqueça muito. A potência de entrada do motor é calculada por:
O valor da impedância total do circuito do motor (rotor bloqueado) pode 
ser calculado por meio da equação a seguir:
E o fator de potência é calculado por:
TÓPICO 2 — MÁQUINAS DE INDUÇÃO
35
Assim, Φ é o ângulo da impedância total. Desse modo, temos em:
Já a resistência para o rotor bloqueado é dada pela equação:
E a reatância, pela equação:
Nesse caso, X1’é a reatância do estator e X2’ é a reatância do rotor na 
frequência do ensaio. Agora, podemos calcular a resistência R2 da maneira a 
seguir:
Sendo assim, R1 é determinada no ensaio CC. 
Por fim, a reatância total do rotor referida ao estator pode ser encontrada 
pela equação:
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RESUMO DO TÓPICO 2
 Neste tópico, você aprendeu que:
• O formato da máquina de indução depende da função para a qual é construída, 
podendo funcionar como motor, freio e gerador.
• Utilizar um circuito elétrico equivalente traz mais segurança, uma vez que 
suas propriedades são conhecidas. Assim, podemos aplicar diretamente as 
equações fundamentais da eletricidade. 
• O circuito equivalente de um motor de indução é utilizado para determinar a 
resposta do motor (quando ocorre mudanças de carga). 
• Os ensaios realizados na máquina de indução são semelhantes aos realizados 
nos transformadores.
• É possível realizar um ensaio a vazio e outro com rotor bloqueado em uma 
máquina de indução, buscando determinar alguns parâmetros importantes.
37
1 Os motores de indução, diferentemente dos motores síncronos, não 
apresentam problema de partida. Em muitos casos, inclusive, a partida 
desses motores pode ser feita ligando-os diretamente na linha de potência. 
Entretanto, existem motivos para não recorrer esse tipo de ligação. Sobre 
os motores de indução, assinale a alternativa CORRETA que apresenta a 
potência aparente de um motor de indução trifásico de 20 HP, 250 V e letra 
de código H. 
a) ( ) 142kVA.
b) ( ) 1800 kVA.
c) ( ) 20kVA.
d) ( ) 250kVA.
2 Os motores elétricos de indução trifásico são muito utilizados nas grandes 
máquinas industriais. Eles possuem duas partes, o rotor e o estator. Portanto, 
é rotativo e funciona por meio de corrente elétrica alternada, assíncrona. 
Com base na teoria dos motores de indução, analise as sentenças a seguir:
I- Uma das características construtivas do motor trifásico de indução, diz 
respeito aos enrolamentos do estator, os quais são conectados a uma fonte 
trifásica equilibrada, e os enrolamentos do rotor, curto-circuitados. 
II- No teste a vazio realizado em um motor de indução trifásico, o eixo gira 
sem carga e o escorregamento para essa situação é praticamente igual a 
um.
III- O motor de indução trifásico atinge velocidade nominal no ensaio com o 
rotor bloqueado. 
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) As sentenças I e II estão corretas.
b) ( ) Somente a sentença II está correta.
c) ( ) As sentenças I e III estão corretas.
d) () Somente a sentença I está correta.
3 Para que o motor elétrico de indução trifásico funcione corretamente, ele irá 
depender de algumas informações, por exemplo, o tipo de carga do motor, 
a tensão constante de alimentação dessa carga, a velocidade, a potência do 
motor, o rendimento e outros fatores. De acordo com a teoria das máquinas 
de indução, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A potência medida no ensaio a vazio de um motor de indução representa 
as perdas magnéticas, e por atrito, ventilação.
( ) O motor de indução trifásico não atinge velocidade nominal no ensaio 
com o rotor bloqueado.
AUTOATIVIDADE
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( ) Com o teste do rotor bloqueado em um motor de indução, podemos 
calcular todos os parâmetros apresentados no circuito equivalente 
completo.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) V – F – F.
b) ( ) V – V – F.
c) ( ) F – V – F.
d) ( ) F – F – V.
4 Nos motores de indução com gaiola de esquilo, a corrente de partida pode 
variar largamente. Para ajudar os usuários, esse tipo de motor possui em 
sua placa de identificação uma letra de código para especificar o limite de 
corrente que aquele motor poderá consumir na partida. Sobre os motores 
de indução, assinale a alternativa CORRETA que apresenta o valor da 
corrente de partida de um motor de indução trifásico de 25 HP, 220 V e 
letra de código F. 
5 Um motor de indução apresenta, fisicamente, o mesmo estator de uma 
máquina síncrona, porém a construção do rotor é diferente. Chamamos 
de rotor a parte da máquina que possui uma certa velocidade angular em 
relação ao estator. Descreva o cálculo da velocidade síncrona do motor de 
indução trifásico com rotor gaiola de quatro polos, 8 HP, 220 V, 50 Hz, fator 
de potência 0,75 e rendimento 0,9, operando com escorregamento de 3%.
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TÓPICO 3 — UNIDADE 1
CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO
1 INTRODUÇÃO 
Acadêmico, no Tópico 3, abordaremos inicialmente as normas e as 
especificações dos motores, afinal, um motor, quando opera de forma adequada, 
tem a sua durabilidade maior. 
Em seguida, veremos as classes dos motores, criadas pela NEMA, nos 
Estados Unidos e pela International Electrotechnical Comission (IEC), na Europa. 
Ambas definiram de forma padronizada um conjunto de classes de projeto por 
meio de várias curvas de conjugado X velocidade.
Por fim, iremos conhecer as aplicações que envolvem os motores de 
indução.
2 NORMAS E ESPECIFICAÇÕES 
Um motor bem especificado significa que em condições operacionais 
normais, a carga é acionada de forma adequada. Para determinar as especificações 
de forma correta, precisamos conhecer as características da carga. De acordo com 
Filippo Filho (2013), essas características são:
• tipo de carga e característica operacional;
• potência mecânica nominal;
• rotação nominal;
• curva do conjugado resistente;
• características do acoplamento;
• momento de inércia;
• regime de funcionamento;
• forças axiais e radiais atuantes sobre o motor.
Depois dessas primeiras informações, as próximas se referem à tensão e 
frequência nominal, ou seja, às características elétricas da rede de alimentação. 
Após todas essas informações, podemos realizar uma pré-seleção do motor, isto 
é, determinaremos a potência mecânica e o número de polos, e logo em seguida, 
veremos a capacidade do motor de acelerar a carga no tempo previsto, para que, 
assim, evitemos o sobreaquecimento das bobinas.
40
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
O terceiro bloco de informações se refere às condições do ambiente, como 
temperatura, condições de poeira, umidade e altitude. Também é necessário 
identificar o grau de proteção do motor (IP), e algumas vezes, uma revisão da 
potência mecânica, da classe de isolamento e do fator de serviço. Após determinar 
esses parâmetros, é preciso especificar o tamanho da carcaça e o sentido de 
rotação.
3 TIPOS DE CLASSES 
Com a variação das características dos rotores (dos motores de indução), 
é possível criar uma série de curvas de conjugado versus velocidade. Contudo, 
devido ao grande número de possibilidades em relação aos motores de potência 
elevada, a NEMA e a IEC padronizaram e definiram o que chamamos de classes 
de projeto. Consideremos, por exemplo, que um motor individual pode ser 
reconhecido como um motor da classe X. Na placa do motor trifásico, encontra-
se, então, a letra do projeto. Vejamos mais detalhadamente:
• Classe de projeto A: o motor tem barras do rotor grandes, por esse motivo, 
precisa de uma alta corrente de partida e torque moderado de partida, mas 
quando próximo da velocidade nominal, o torque é elevado. Devido ao 
tamanho das barras do rotor, esse tipo de motor mantém a velocidade a plena 
carga próxima da velocidade síncrona, mantendo a sua carga a uma velocidade 
praticamente constante. O motor com projeto A sobreaquece mesmo abaixo 
de sua classificação na placa de identificação, isto é, possui um torque maior 
em velocidade baixa. Apresenta, também, alta potência de saída, mas perde 
um pouco da eficiência em decorrência do escorregamento do rotor, mesmo 
assim, a curva de torque é parecida com a de um motor de alto rendimento. 
Para especificações equivalentes, o escorregamento a plena carga dos motores 
da classe A deve ser sempre 5% menor do que o escorregamento de um motor 
da classe B.
• Classe de projeto B: esse tipo de motor é o padrão utilizado na indústria, de 
modo que possui torque de partida médio e corrente de partida moderada. 
A plena carga, o motor projeto B tem velocidade menor a plena carga do que 
o projeto A, além dos motores de alto rendimento. Os motores da classe B 
substituíram os motores da classe A.
• Classe de projeto C: os motores de classe de projeto C possuem um torque 
de partida e um escorregamento mais alto do que o motor da classe B, porém, 
inferior a 5%. Sobre o rotor, as suas barras possuem dois tamanhos, sendo 
que a parte menor fornece ao rotor um alto torque de partida, e a parte mais 
profunda reduz o escorregamento. A corrente de partida é moderada e mais 
susceptível a quebra, devido ao material das barras (cobre ou bronze). Os 
rotores são do tipo dupla gaiola de esquilo, mas são mais caros do que os 
motores das classes anteriores. Essa classe é utilizada quando há cargas com 
elevados conjugados de partida, por exemplo, bombas e compressores. 
TÓPICO 3 — CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO
41
• Classe de projeto D: os motores dessa classe são utilizados para cargas que 
exigem um torque de partida muito alto, mas não próximo da velocidade 
nominal. O escorregamento a plena carga é na ordem de 7 a 11%, podendo 
chegar acima de 17%. O motor de projeto D pode acionar cargas de volante 
pesadas, sem apresentar um calor excessivo, até atingir a velocidade nominal. 
Por exemplo, uma guilhotina de metal que armazena potência no peso no 
movimento do volante. O torque e a corrente não são excessivamente 
elevados quando a velocidade do motor é reduzida, suportando grandes 
oscilações de RPM sem produzir muito calor nos enrolamentos do estator. 
Os motores da classe D são basicamente os motores de indução da classe A, 
em que as barras do rotor são menores e o material possui uma resistividade 
maior. Algumas aplicações são: os grandes volantes usados em prensas de 
perfuração, estampagem ou corte (CHAPMAN, 2013).
Existem também as classes de motores E e F, conhecidos como motores de 
indução de partida suave, e tais classes eram reconhecidas pela NEMA, mas hoje 
estão em desuso. 
4 APLICAÇÕES 
O motor de indução trifásico é o mais utilizado em aplicações industriais. 
As aplicações desse tipo de motor são bem vastas, de modo que tais motores 
podem ser usados em manufatura e produção, estando também presentes nos 
prédios e nas residências, realizando tarefas como acionamentos de ventiladores, 
elevadores, bombas, compressores e esteiras. 
As informações mais importantes são: a potência mecânica e a rotação 
exigidas pela carga. Com essas informações, conseguimosencontrar a potência 
e a rotação do motor. Um ponto importante é que a rotação da carga e a rotação 
do motor podem ser bem diferentes, caso entre eles exista algum dispositivo de 
acoplamento que varie a velocidade. 
Os motores são utilizados para três finalidades: deslocamento de fluídos, 
manipulação de cargas e processamento de materiais. 
Para selecionarmos o tipo de motor de indução, devemos, primeiramente, 
conhecer o tipo de carga que o motor acionará.
ATENCAO
42
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
No deslocamento de fluidos, a realização ocorre com ventiladores, bombas 
e compressores. Segundo Filippo Filho (2013), de modo geral, a potência da carga 
será proporcional ao produto da vazão do fluído pela diferença de pressão entre 
a saída e a entrada da máquina. 
Para determinar a potência, no caso de compressores, a temperatura é 
importante e a manipulação de cargas é realizada por talhas, guinchos, escadas 
e/ou pontes rolantes, elevadores etc. Nesses exemplos, a potência mecânica, na 
maioria das vezes, é proporcional ao produto da força pela velocidade.
Além disso, podemos dividir o processamento de materiais em metálicos 
e não metálicos. Alguns exemplos de máquinas que fazem o processamento de 
materiais são: máquinas operatrizes, moinhos, máquinas agrícolas, entre outras. 
A potência mecânica para essas máquinas é obtida por meio do produto da força 
exigida pelo processamento e a velocidade de processamento.
Quando se trata de movimento rotativo ou circular, o conjugado mecânico 
possui uma analogia com a força em movimento retilíneo, do mesmo modo que a 
velocidade angular tem com a velocidade linear. Após determinarmos a potência 
mecânica e a rotação da carga, obteremos a potência e a rotação do motor. A 
potência mecânica da carga e do motor é dada pela equação:
Assim, ηAC é o rendimento mecânico do acoplamento.
Um motor aciona uma carga de forma adequada quando o seu conjugado 
for igual ao conjugado exigido pela carga (conjugado resistente). 
Como já observamos, a máquina de indução funciona como motor, 
gerador e freio, desse modo, o que determina as operações é a velocidade. Então, 
se o rotor girar com velocidade menor do que o campo girante do estator na 
mesma direção, a máquina funcionará como motor. Para a máquina funcionar 
como gerador, basta que o rotor gire com uma velocidade maior que a do campo 
magnético girante, também na mesma direção. E quando o rotor gira na direção 
oposta do campo magnético do estator, temos o modo freio. 
Existem, ainda, outras aplicações importantes que utilizam motores, 
como o deslocamento de fluídos, ocorrendo em diferentes atividades industriais, 
comerciais, rurais e até nas residências. A máquina capaz de realizar o deslocamento 
de fluídos incompressíveis é conhecida como bomba. Além do deslocamento 
do fluído para consumo, também existe o deslocamento para a realização de 
processo, como nos sistemas óleo-hidráulicos. Geralmente, as bombas são 
TÓPICO 3 — CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO
43
acionadas pelos motores de indução. Desse modo, as bombas transformam a 
energia mecânica recebida do motor em energia para deslocamento dos fluídos. 
A potência mecânica, PMEC, exigida pelo motor que aciona a bomba é dada pela 
equação:
Assim, γ é o peso específico do fluido dado em kgf/m3, Q é a vazão do 
fluído dado por m3/s, H é altura de elevação dado em m, e ηb é a eficiência.
Uma das máquinas mais simples para suspensão de peso é o sarilho, ou 
seja, um cilindro no qual é enrolado um cabo de suspensão.
A potência mecânica depende da velocidade de içamento e do peso, 
podendo ser calculada da maneira a seguir:
PMEC = P . v
Assim, P é o peso, e v a velocidade.
Na imagem a seguir, temos a apresentação do rotor e do enrolamento de 
um motor de indução de 480V usado em uma indústria.
Os motores de indução com rotor de gaiola são utilizados para o acionamento 
de pequenos elevadores, guindastes, sistemas transportadores por correia, talhas, guinchos 
e escadas rolantes.
ATENCAO
44
UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
Os motores de indução também são muito utilizados no acionamento 
de máquinas para processamento de materiais. Além disso, podemos dividir o 
processamento de materiais em: materiais metálicos e não-metálicos.
Por fim, as máquinas de processamento se baseiam no acionamento 
hidráulico ou pneumático. Nesses casos, o motor de indução irá acionar uma 
bomba ou um compressor, sem aplicação direta ao processamento.
FONTE: <https://shutr.bz/3u4NxPp>. Acesso em: 18 jul. 2021.
FIGURA 19 – ROTOR E ENROLAMENTO DO MOTOR DE INDUSTRIAL
TÓPICO 3 — CLASSES DE MOTORES DE INDUÇÃO
45
MOTORES EFICIENTES NA INDÚSTRIA 
Roberval Bulgarelli
As atividades industriais requerem quase sempre um motor robusto, de 
alta confiabilidade, boa eficiência, que reaja bem a variações de carga, e de baixo 
custo, alguns processos requerem variação de velocidade, com um bom controle, 
e áreas classificadas exigem um equipamento que não provoque centelhas. Há 
máquinas que existem em praticamente qualquer tipo de indústria, e o motor 
que melhor tem se adaptado a todo tipo de serviço é o motor de indução trifásico, 
com rotor em gaiola de esquilo. De construção robusta, sem partes faiscantes, 
com rendimento na casa de 90% (facilmente superando este valor para potências 
maiores), exigindo quase nenhuma manutenção, barato, tem poucas desvantagens: 
não varia a velocidade, operação degradada em baixa carga (baixos rendimento e 
fator de potência), alta corrente de partida. 
O maior obstáculo para algumas aplicações foi a variação de velocidade, 
quando perdia em muito para o motor de corrente contínua, motor caro, que 
exige muita manutenção e cuidado. A solução veio há mais de 20 anos, com o 
avanço da eletrônica de potência, que produziu os conversores de frequência, 
equipamentos que convertem a corrente alternada da rede de frequência fixa 
(no Brasil, 60 Hz) em variável (que pode ir de 6 a 120 Hz). Adicionalmente, esta 
aplicação pode também servir para economizar energia. 
O MIT, motor de indução trifásico, responde por 75% dos motores 
existentes no Brasil – dos 25% restantes, grande parte é de motores menores que 
1 cv, monofásicos, com aplicação em equipamentos residenciais como geladeira, 
ar-condicionado, máquina de lavar, ventiladores etc. – mas na indústria, este 
número é seguramente maior.
Um motor é dimensionado pela carga mecânica que acionará, mas é 
comum haver incertezas sobre esta carga no momento do dimensionamento, 
ampliações ou situações que peçam um pouco mais de potência. Além do mais, 
fora o aspecto do rendimento, não há inconveniente técnico para um motor sobre 
dimensionado também operar com baixo fator de potência, sendo em muitos 
casos o responsável por multas observadas na fatura. 
Os motores elétricos existem há pouco mais de um século, e quando 
surgiram, eram grandes, pesados e custavam caro. Ao longo do tempo, foi-se 
reduzindo seu custo de fabricação, com menos ferro, menos cobre, além de 
melhores materiais e técnicas de construção. A busca por eficiência energética 
levou a motores com maior custo de fabricação, mas com menor custo de vida 
útil, motores de alto rendimento, com desempenho otimizado pelo uso de 
LEITURA COMPLEMENTAR
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UNIDADE 1 — PRÁTICAS COM MOTORES DE INDUÇÃO
chapas magnéticas de melhor qualidade, maior volume de cobre, enrolamentos 
especiais, núcleos dos rotores e estatores tratados termicamente, melhor desenho 
da ventilação, entre outras modificações. Essas melhorias tornaram o motor de 
alto rendimento cerca de 20% a 30% mais caros, só que a sua utilização em lugar 
de um motor padrão pode ser economicamente viável, em função do custo de 
energia economizado ao longo de sua vida útil, já que o custo da energia elétrica 
consumida por um motor chegar a mais de 100 vezes o seu preço de aquisição. 
É quase sempre viável, economicamente, instalar um novo motor de 
alto rendimento em comparação com um motor tradicional, pois,