Aula Unidade IV_Parte I

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ELETROTÉCNICA 
APLICADA À 
ENGENHARIA 
MECÂNICA
Prof. Me. Alexandre Coelho
Agenda da Aula
• Revisão eletromagnetismo.
• Transformadores.
• Máquinas de Corrente Contínua.
Máquinas Elétricas
• Revisão:
• Lei circuital de Ampère:
• Quando um condutor é percorrido por uma corrente elétrica surge em torno dele um
campo magnético.
𝐻 =
𝑁 ∙ 𝑖
𝑙
Máquinas Elétricas
• Revisão:
• Lei de Faraday:
• Quando um circuito elétrico é atravessado por um fluxo magnético variável, surge uma
força eletromotriz (tensão elétrica) induzida, atuando sobre o mesmo.
• Ao se aproximar ou afastar o imã do solenoide (bobina) ocorre um deslocamento no
ponteiro do galvanômetro.
• Quando o imã está parado, não há deslocamento do ponteiro do galvanômetro.
𝑒 =
𝑑𝜙
𝑑𝑡
Máquinas Elétricas
• Revisão:
• Lei de Faraday:
• Como obter tensão induzida segundo a lei de Faraday:
• Provocar um movimento relativo entre campo magnético e o circuito elétrico.
• Utilizar uma corrente variável para produzir um campo magnético variável.
Máquinas Elétricas
• Revisão:
• Lei de Lenz:
• A tensão induzida em um circuito fechado por um fluxo magnético variável produzirá
uma corrente elétrica de forma a se opor à variação do fluxo que o criou.
dt
d
e

−=
Máquinas Elétricas
• Revisão:
• Força eletromagnética (Força de Lorentz):
• Quando um condutor, atravessado por corrente elétrica, é imerso em um campo
magnético, surge sobre o condutor uma força mecânica.
𝐹 = 𝐵 ∙ 𝑖 ∙ 𝑙
Máquinas Elétricas
• Transformadores de potência:
𝑉𝑃
𝑉𝑆
=
𝑁𝑃
𝑁𝑆
= 𝑎
𝐼𝑃 ∙ 𝑁𝑃 = 𝐼𝑆 ∙ 𝑁𝑆
𝐼𝑃
𝐼𝑆
=
𝑁𝑆
𝑁𝑃
=
1
𝑎
Máquinas Elétricas
• Conversão eletromecânica de energia:
Energia 
Mecânica
Energia 
Elétrica
Gerador
Energia 
Elétrica
Energia 
Mecânica
Motor
Máquinas Elétricas
Máquinas Elétricas
Máquinas C.C.Máquinas C.A.
Máquina Síncrona.
Máquina Assíncrona 
(Indução).
Máquinas Elétricas
• Máquinas de Corrente Contínua.
Máquinas Elétricas
• Aspectos construtivo:
• Estator:
• Parte estática da máquina.
• Material ferromagnético envolto num enrolamento.
• Enrolamento de campo.
• Produção de campo magnético fixo que interage com rotor.
Máquinas Elétricas
• Aspectos construtivo:
• Rotor:
• Parte móvel da máquina.
• Material ferromagnético envolto num enrolamento.
• Enrolamento de armadura.
Máquinas Elétricas
• Aspectos construtivo:
• Anel comutador e coletor:
• Constituído de um anel de lâminas de material condutor (cobre), segmentado por um
material isolante (mica) de forma a fechar o circuito entre cada uma das bobinas do
enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado.
• Montado junto ao eixo da máquina e gira junto com ele.
Máquinas Elétricas
• Principio de funcionamento:
• Gerador simples:
• Composto por uma espira em movimento circular imersa em um campo magnético
constante.
Máquinas Elétricas
• Princípio de funcionamento:
• Gerador simples:
• O enrolamento da armadura (rotor) gera a tensão que alimenta a carga.
• O enrolamento de campo (estator) produz o campo magnético para induzir tensão na
armadura.
Máquinas Elétricas
• Principio de funcionamento:
• Motor:
• Aplica-se uma tensão no enrolamento de armadura e produz um conjugado no eixo.