Máquinas elétricas I - Comutadores

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Curso UniTrain
“Máquinas elétricas I: comutadores”
Curso nº: CO4204-7S Versão 1.0.0.2
Autor: Christoph Müssener
Lucas-Nülle GmbH · Siemensstraße 2 · D-50170 Kerpen (Sindorf) · Tel.: +49 2273 567-0
www.lucas-nuelle.com www.unitrain.com
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All rights reserved.
Comutadores
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20211/107 Comutadores
Objetivos didáticos 5
Material 6
Placa de experimentos SO4204-7S 7
Armadura 9
Estroboscópio 10
Introdução 11
Desenvolvimento histórico 12
Vantagens e desvantagens 13
Aplicações atuais 14
Princípios do magnetismo 15
Força magnetomotriz 16
Intensidade de campo magnético 18
Fluxo magnético 19
Densidade de fluxo magnético 20
Indução eletromagnética 21
Força de Lorentz 22
Regra da mão direita 23
Teste de conhecimentos 24
Estrutura construtiva 25
Estator, chapa do estator 26
Enrolamento do excitador 27
Armadura, chapa da armadura, enrolamento da armadura 28
Rolamento 30
Comutador e escovas de carvão 31
Placa de identificação 33
Teste de conhecimentos 35
Princípio de máquinas de corrente contínua 36
Princípio fundamental 37
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20212/107 Comutadores
Ímã permanente 38
Armadura em duplo T no campo magnético 42
Armadura em T triplo 44
Execução do enrolamento da armadura 45
Operação do gerador 46
Tipos e enrolamentos de máquinas de corrente contínua 47
Designações de conexões e esquema de circuito equivalente 48
Máquina ligada em paralelo 49
Conexão e operação 51
Medição da velocidade de rotação 53
Ajuste das escovas 56
Máquina de excitação independente 58
Máquina ligada em série 59
Conexão e operação 61
Máquina composta 63
Conexão e operação 65
Enrolamento de comutação 67
Enrolamento de compensação 68
Máquina universal 69
Conexão e operação 70
Influência da tensão alternada 72
Medição das reatâncias a 50 Hz 73
Equações principais da máquina de corrente contínua 77
Curva característica de magnetização 79
Teste de conhecimentos 80
Controle da máquina de corrente contínua 83
Inversão do sentido de rotação 84
Experimento - Inversão do sentido de rotação 85
Resistência de série da armadura 87
Experimento - resistência de série da armadura 89
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20213/107 Comutadores
Alteração da tensão na armadura 91
Experimento - tensão da armadura 92
Alteração da tensão de excitação 95
Corrente de partida e resistências de partida 97
Partida 98
Frenagem reostática 104
Teste de conhecimentos 105
Copyright 107
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20214/107 Comutadores
Bem-vindo ao curso UniTrain Comutadores! A equipe da LUCAS NÜLLE lhe deseja sucesso no 
estudo dos tópicos do curso e muita diversão ao realizar os experimentos.
Este curso tratará do tema “comutadores”, bem como máquinas CC e universais, na teoria e na 
prática.
Aqui, são colocadas em foco as análises experimentais nas máquinas ligadas em série, em paralelo 
e universais e, com isso, seu modo de funcionamento, comportamento e modo de operação.
Objetivos do curso
Indução eletromagnética, força de Lorentz
Motor, gerador
Campos magnéticos
Componentes e estrutura de máquinas de corrente contínua
Comutador, escovas de carvão
Enrolamentos ligados em série, em paralelo e compostos
Ajuste das escovas
Enrolamentos de comutação e de compensação
Medições de corrente e tensão de armadura e de excitador
Motor universal
Operação com tensão CA
Dados nominais, placa de identificação 
Ajuste da velocidade de rotação
Inversão do sentido de rotação
Enfraquecimento do campo
Resistores de armadura e de campo
Medição da velocidade de rotação com estroboscópio
Objetivos didáticos
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20215/107 Comutadores
CO4203-
2A
Interface UniTrain
CO4203-
2B
Bancada de experimentos 
UniTrain
SO4204-
7S
Placa UniTrain - motor do 
comutador com rotor e 
estroboscópio
CO4203-
2J
Acessórios de medição UniTrain
LM2330 Multímetro Multi 13S opcional
CO4203-
2B
Segunda bancada de 
experimentos UniTrain opcional 
como estação de ancoragem
Material
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20216/107 Comutadores
A placa de experimento contém uma máquina de corrente contínua, em pleno funcionamento, que 
pode ser conectada à fonte de alimentação de corrente contínua ajustável do sistema Unitrain. Por 
motivos didáticos, a máquina tem uma estrutura aberta e é equipada com um rotor substituível e 
escovas ajustáveis. É possível operar tanto o motor quando o gerador.
Dados técnicos:
Estator:
2 enrolamentos de 
dois polos separados
Resistência do 
enrolamento (20 °
C):
22 Ω
Tensão nominal - 
excitação:
2 x 7,5 V
Corrente nominal - 
excitação:
0,3 A
Máx. Velocidade de 
rotação:
4500 (de curta 
duração 5000) min-1
Sensor de 
temperatura:
KTY84-150 (Folha de 
dados)
Dimensões: 160 x 100 mm (A x L)
Placa de experimentos SO4204-7S
Passe a seta do mouse sobre a imagem para descobrir mais sobre cada um dos 
componentes da placa.
A placa de experimento é projetada 
apenas para a operação com baixa 
tensão de segurança. 
Ela deve ser implementada 
exclusivamente com a fonte de 
alimentação CC/CA do sistema 
Unitrain I.
Com a utilização de outras fontes de 
alimentação, pode haver risco à 
vida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20217/107 Comutadores
Estator
De dois polos
2 enrolamentos separados
Extremidades dos enrolamentos executadas em terminais de conexão de 2 mm de livre 
conexão para aplicações como máquina ligada em paralelo ou em série
Acessório
Resistência medida 0,47 W opcional para a medição das correntes da armadura e do 
excitador
Resistência do fio 6,8 W / 4 W para a utilização como resistor de partida da armadura ou 
como resistor do excitador
4 resistores de partida comutáveis por meio do relé 2 W para experimentos de partida 
(conectados com relés de 1 a 4)
Lâmpada incandescente 12 V / 2 W como carga do gerador
Sensor de temperatura KTY84-150 e fonte de corrente contínua de 2 mA
ATENÇÃO - Dica
Na utilização dessa placa de experimento com outras placas de experimento, os resistores 
de partida podem colidir com aqueles da simulação de erros, pois eles estão ligados em 
paralelo com os relés.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20218/107 Comutadores
Unidade de armadura com pino de fixação desmontada do estator:
Comutador com 12 segmentos
12 enrolamentos com resistência ôhmica no frio de 4,3 W cada um e duas escovas de 
carvão
Ajuste das escovas com 5 posições preferenciais, -20°, -10°, 0°, 10°, 20°
Tensão nominal armadura = 15 V (de curta duração 20 V)
Corrente nominal armadura = 0,4 A (de curta duração 1 A)
Máx. Velocidade de rotação = 5000 (de curta duração 6000) min-1
Na implementação da armadura no estator, deve-se prestar atenção ao fato de que o pino de fixação 
é colocado no terminal de 4 mm com a designação de “0”grau.
Armadura
ATENÇÃO - Dica
A placa de experimento é projetada apenas para a operação com baixa tensão de 
segurança. 
Ela deve ser implementada exclusivamente com a fonte de alimentação CC/CA do sistema 
Unitrain.
Com a utilização de outras fontes de alimentação, pode haver risco à vida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 20219/107 Comutadores
Com a interface UniTrain, o LED colocado em um cabo flexível torna-se um estroboscópio, o qual 
pode ser implementado para a medição da velocidade de rotação sem contato:
Terminal - cabo de 0,5 m com terminal BNC
Frequência: 1 ... 150 Hz por meio de instrumento virtual
Fonte de flash: LED branco ultra-brilhante
Outras dicas sobre o manuseio com o estroboscópio podem ser encontradas no menu de ajuda do 
instrumento virtual “Estroboscópio”.
Estroboscópio
ATENÇÃO - Dica
Para a proteção dos olhos e da retina, nunca olhe diretamente na luz de flash do LED!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202110/107 Comutadores
Comutadores são geralmente operados em um sistema de tensão CC e, por isso, são 
frequentemente denominados máquinas de corrente contínua. A princípio, eles funcionam também 
com corrente alternada.
Máquinas universaissão montadas como máquinas ligadas em série com corrente contínua e 
apresentam outras propriedades semelhantes, mas são operadas apenas em um sistema de 
corrente alternada.
Máquinas de corrente contínua e universais apresentam sempre um comutador que opera como 
uma chave mecânica. Por isso, o termo geral é máquina comutadora.
Em todas as máquinas comutadoras, a transmissão de energia ocorre na armadura rotativa através 
das escovas de carvão e de um comutador.
Introdução
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202111/107 Comutadores
Duas invenções na primeira metade do século XIX foram essenciais para o desenvolvimento da 
máquina comutadora de corrente contínua.
1810
H.Ch. Oersted e 
A.-M. Ampère
Descoberta da força eletromagnética.
1831 M. Faraday
Descoberta do princípio da indução eletromagnética; a indução 
mútua 
1832 J. Henry Descoberta do princípio da indução; a autoindução
1832 H. Pixii
O primeiro motor de corrente contínua foi desenvolvido. Ele 
tinha a função de gerar a tensão por meios galvânicos. 
1866
Werner von 
Siemens
Descoberta do princípio dínamo-elétrico (auto-excitação de 
geradores), com o qual se colocou o pré-requisito para a 
construção de máquinas de grande porte 
1884 Henges e Mather
Invenção do enrolamento de compensação e de comutação 
para a limitação da reação da armadura
1885
Na Inglaterra e nos Estados Unidos, são implementadas as 
primeiras escovas de carvão
Por 
volta 
de 
1890
Com a introdução da tecnologia de corrente trifásica, a 
máquina de corrente contínua perde parte da sua importância
Por 
volta 
de 
1940
Com o desenvolvimento da tecnologia de conversores, a 
máquina de corrente contínua conquista espaço no mercado 
em dispositivos de acionamento com velocidade de rotação 
regulada
Hoje 
em 
dia
Com o uso crescente de máquinas trifásicas alimentadas por 
conversores (p. ex. máquinas assíncronas), a máquina de 
corrente contínua perde parte do seu significado.
Desenvolvimento histórico
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202112/107 Comutadores
Máquinas comutadoras são, até hoje em dia, as máquinas elétricas mais usadas. 
Isso porque elas apresentam as seguintes vantagens:
Alto grau de conhecimento, bom domínio
Ajuste contínuo da velocidade de rotação em um grande intervalo
Alta estabilidade da velocidade de rotação (baixa variação da 
velocidade incluindo casos de baixa carga e ausência de regulagem)
Boa sincronização
Boa dinâmica
Controlabilidade de corrente, torque e velocidade de rotação bons
Porém, às vantagens opõem-se 
desvantagens, as quais, em muitos 
casos, levaram a uma supressão 
completa das máquinas comutadoras:
Manutenção necessária 
(escovas de carvão e 
comutador sujeitos a 
desgaste)
Proteção de baixa 
classificação (formação de 
faíscas causadas pelo fogo 
das escovas)
Alto preço, construção 
trabalhosa (gaiolas de esquilo 
com corrente trifásica são 
mais fáceis e econômicos)
Vantagens e desvantagens
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202113/107 Comutadores
Hoje em dia, o comutador é usado quase completamente 
como gerador de energia. Geralmente, atualmente, a 
energia elétrica é gerada com geradores trifásicos.
Também na tecnologia de acionamento, são usados cada 
vez menos comutadores. Mesmo assim, no futuro, quando 
a duração da operação das máquinas não ultrapassar o 
intervalo de manutenção do dispositivo de acionamento, 
não se poderá abrir mão do uso deles. 
Motores pequenos no intervalo de Watts (p. ex. 
brinquedos de criança, barbeadores elétricos, 
limpador do para-brisas) 
Dispositivos de acionamento com velocidade de 
rotação regulada no intervalo de kW, p. ex. 
dispositivos de acionamento de veículos, 
guinchos elétricos (tendência decrescente)
Máquinas de grande porte no intervalo de MW
(p. ex. rolos compressores, dispositivos de 
acionamento de navios)
O intervalo de velocidade de rotação estende-se de alguns rpm em dispositivos de acionamento de 
grande porte e aproximadamente 10.000 rpm em dispositivos de acionamento de pequeno porte. 
Motores comutadores são usados em grandes quantidades como os chamados motores universais 
em ferramentas elétricas portáteis e eletrodomésticos.
Aplicações atuais
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202114/107 Comutadores
Os processos em máquinas elétricas 
baseiam-se em princípios físicos básicos 
da indução eletromagnética e da força de 
Lorentz.
Princípios do magnetismo
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202115/107 Comutadores
O campo magnético de uma bobina equivale àquele de uma barra magnética. 
No interior de uma bobina, as linhas de campo são paralelas e apresentam a mesma distância entre 
si, o campo magnético é homogêneo. O campo na parte exterior da bobina, ao contrário, não é 
homogêneo (heterogêneo).
O polo norte é formado onde as linhas de campo magnético que saem da bobina. O polo sul é 
formado onde as linhas de campo magnético entram novamente na bobina. 
Quanto maior a corrente elétrica e quanto mais enrolamentos a bobina apresenta, mais intenso é o 
campo magnético.
O produto da intensidade da corrente I pela quantidade de enrolamentos N de uma bobina é 
denominado, por isso, força magnetomotriz Θ. A força magnetomotriz corresponde à área pela 
qual passam as linhas de campo magnético.
A força magnetomotriz é a causa para o fluxo magnético. Comparando-se variáveis magnéticas com 
variáveis elétricas, a força magnetomotriz corresponderia à tensão elétrica e o fluxo magnético, ao 
fluxo de corrente elétrica.
Em uma bobina pela qual passa fluxo de corrente, a energia elétrica é convertida em energia 
magnética.
Θ = I⋅N
O unidade é:
[Θ] = A
Força magnetomotriz
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202116/107 Comutadores
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202117/107 Comutadores
A concentração da energia magnética também é geradora de sinais para o efeito magnético. A 
concentração da energia magnética aumenta quando a força magnetomotriz aumenta ou o 
comprimento das linhas de campo diminui. A concentração da energia magnética é fornecida pela 
intensidade de campo magnético H. A intensidade de campo magnético é o quociente da força 
magnetomotriz Θ e do comprimento médio das linhas de campo lm.
A unidade da intensidade de campo magnético é:
Intensidade de campo magnético
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202118/107 Comutadores
A totalidade de todas as linhas de campo magnético de uma bobina pela qual passa corrente elétrica 
ou de um ímã permanente é denominada fluxo magnético Φ. O fluxo magnético é uma medida para 
a força magnética e é fornecida em volt-segundos (Vs) ou Weber (Wb). Comparando-se variáveis 
magnéticas com variáveis elétricas, o fluxo magnético corresponderia ao fluxo de corrente elétrica.
Fluxo magnético
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202119/107 Comutadores
O efeito da força de uma bobina pela qual passa fluxo de corrente ou de um ímã permanente é 
maior quanto mais densas forem as linhas de campo magnético e quanto menor for a superfície pela 
qual passa o fluxo. Quando o fluxo magnético Φ aumenta ou a superfície pela qual passa o fluxo 
diminui, o efeito magnético aumenta.
A densidade magnética B é o quociente do fluxo magnético Φ e a superfície A. A unidade da 
densidade de fluxo magnético é Tesla (T).
Densidade de fluxo magnético
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202120/107 Comutadores
Movimentando-se um único condutor ao longo de um campo magnético, uma tensão é induzida nele. 
Quanto mais condutores são movimentados simultaneamente ao longo do campo magnético, mais 
tensão é induzida.
Por isso, na prática, não se usa só um condutor, mais um ou vários loops do condutor. Mais loops do 
condutor em série dão origem a uma bobina.
Quanto mais linhas de campo magnético por unidade de tempo são “cortadas”, mais tensão é 
induzida no loop do condutor. Movimentando-se o loop do condutor verticalmente em relação às 
linhas de campo magnético, a tensão induzida é máxima. Movimentado-se o loop do condutor 
paralelamente às linhas de campo magnético, nenhumalinha de campo magnético é “cortada” e, 
com isso, nenhuma tensão é induzida.
Indução eletromagnética
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202121/107 Comutadores
Para o modo de operação de máquinas elétricas, além da lei de indução, o efeito de força de um 
campo magnético em um condutor pelo qual passa uma corrente elétrica tem uma importância 
fundamental:
Força de Lorentz
Em um condutor pelo qual se conduz corrente em um campo magnético vertical, age uma 
força vertical em relação ao sentido da corrente e ao campo magnético.
Ela é proporcional à corrente I que passa pelo condutor e à indução magnética B do 
campo magnético exterior. 
Notas:
a força de Lorentz é responsável pelo fato de que um condutor pelo qual passa fluxo de 
corrente em um campo magnético. Ela é o princípio de funcionamento de todo motor.
Força de Lorentz
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202122/107 Comutadores
Um método simples para a definição do sentido da força 
de Lorentz é a chamada “Regra da mão direita”.
As variáveis
Velocidade v dos elétrons (contrária ao sentido 
técnico da corrente)
Indução magnética B do campo magnético 
externo
Força F (força de Lorentz)
são posicionadas em ângulo reto entre si. Conhecendo-se 
duas variáveis, obtém-se o sentido da terceira variável da 
“regra da mão direita”.
Regra da mão direita
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202123/107 Comutadores
Em que ano o primeiro motor de corrente contínua foi desenvolvido?
1580
1914
1832
Em quais princípios físicos fundamentais se baseiam todas as máquinas elétricas?
Leis de gravitação
Indução eletromagnética e força de Lorentz
Quais peças de desgaste as máquinas comutadoras apresentam diferentes das máquinas 
assíncronas?
Enrolamentos do estator
Painel terminal
Escovas de carvão
Comutador
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Teste de conhecimentos
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202124/107 Comutadores
Comutadores podem ser executados de diferentes maneiras. Basicamente, eles contêm os 
seguintes componentes:
1. Invólucro do estator
2. Enrolamento do excitador (parte 1)
3. Núcleo estatórico em chapas
4. Sapata polar
5. Enrolamentos da armadura
6. Comutador
7. Eixo
8. Rolamento
9. Núcleo da armadura em chapas
10. Enrolamento do excitador (parte 2)
Estrutura construtiva
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202125/107 Comutadores
A construção do estator da máquina de corrente contínua do experimento é mostrada nas fotos a 
seguir. 
Os polos principais e todo o circuito magnético do 
estator são formados por um núcleo de chapas 
perfuradas. 
Além de fornecer os polos salientes, o núcleo de 
chapas é responsável pela formação do jugo 
magnético e, com isso, até a coluna de ar, gera-
se um circuito ferromagnético fechado pelo qual 
passam linhas de campo magnético. 
A máquina de corrente contínua do experimento 
apresenta um par de polos principais. 
Basicamente, outros pares de polos principais e 
de comutação podem ser realizados e também 
são comuns, especialmente em grandes 
máquinas.
Os polos principais são projetados com 
enrolamentos de excitação. Dependendo do tipo 
de execução da máquina, o enrolamento em série 
é executado com baixa impedância e o 
enrolamento em paralelo com alta impedância.
Na figura ao lado, o núcleo pode ser reconhecido 
por 15 chapas estatóricas soldadas. 
O circuito ferromagnético é montado com ferro 
maciço não para evitar correntes de Foucault, 
mas sim pelas chapas para dínamo perfuradas e 
isoladas.
Estator, chapa do estator
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202126/107 Comutadores
A máquina do experimento contém dois 
enrolamentos de excitação, cujas 
extremidades são colocadas nos 
terminais F1, F2 e F3, F4. Cada um 
desses enrolamentos apresenta uma 
resistência ôhmica de aprox. 22 W. Esse 
valor é extremamente dependente da 
temperatura e, além disso, é sujeito a 
variações de modelos*. No experimento, 
você determinará o valor exato.
Os dois enrolamentos parciais do 
excitador são ligados em paralelo ou em 
série dependendo do tipo de operação 
desejada. Deve-se prestar atenção à 
polaridade correta do terminal, senão os 
campos magnéticos se anulam 
mutuamente.
Para a obtenção dos dados necessários 
do enrolamento de excitação, devem-se 
conectar os dois enrolamentos parciais 
em série para o modo de operação em 
paralelo dessa máquina do experimento. 
Isso aumenta a quantidade de 
enrolamentos e a resistência ôhmica.
Para a obtenção dos dados necessários do enrolamento de excitação, devem-se conectar os dois 
enrolamentos parciais em paralelo para o modo de operação em série dessa máquina do 
experimento. Isso dobra a seção transversal do condutor. Para isso, enrolamento do excitador é de 
baixa impedância e adequado para ser ligado ao enrolamento do excitador sem reduzir muito a 
corrente de armadura.
*Variação de modelo = diferenças de um modelo para o outro em relação às tolerâncias de fabricação
Enrolamento do excitador
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202127/107 Comutadores
Sobre o eixo rotativo, encontra-se o núcleo de chapas com os enrolamentos de armadura, o 
comutador e o rolamento.
O núcleo de chapas da armadura é composto de 
chapas de dínamo isoladas para manter 
pequenas as perdas de ferro. As chapas contêm 
ranhuras ao longo do seu perímetro para o 
alojamento do enrolamento da armadura. 
Nas máquinas pequenas, o núcleo de chapas, 
com todos os seus anéis de pressão, é fixado 
diretamente ao eixo aos braços de suporte.
Armadura, chapa da armadura, enrolamento da armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202128/107 Comutadores
Estrutura da máquina do 
experimento
A nossa máquina de experimento é montada de 
maneira extremamente simplificada. Por isso, o 
núcleo de chapas é composto apenas por 
dezessete chapas de dínamo. 
A armadura da máquina contém doze 
enrolamentos, os quais são alojados pelas doze 
ranhuras circulares nas chapas da armadura. 
Em cada um dos doze segmentos do comutador, 
podem-se reconhecer duas extremidades de fios 
soldados, as quais correspondem ao início e ao 
fim dos enrolamentos de duas armaduras.
A resistência de enrolamento a frio de cada 
enrolamento é de aprox. 4,5 W. No entanto, entre 
dois segmentos, mede-se aprox. 4,1 W. A causa é 
que todos os enrolamentos são conectados 
circularmente entre si, o que faz com que sempre 
haja 11 enrolamentos ligados em paralelo na 
sequência de um enrolamento.
Desvios da estrutura são possíveis, o que 
não influencia negativamente os 
experimentos.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202129/107 Comutadores
A armadura rotativa fica sobre um eixo cujas 
extremidades encontram-se em rolamentos 
esféricos. A tarefa do rolamento esférico é manter 
o eixo na sua posição e, simultaneamente, 
garantir um movimento de rotação permanente 
com pouco atrito. 
Na nossa máquina de experimento, apenas o 
rolamento inferior deve manter um grande carga. 
No entanto, o rolamento superior é importante, 
pois a placa de terminais da armadura e as 
escovas também devem ter uma posição fixa.
Rolamento
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202130/107 Comutadores
As partes integrantes principais de toda máquina comutadora é o comutador e as escovas de 
carvão. Para garantir uma alimentação de corrente com poucas perdas enrolamento rotativo do 
enrolamento da armadura, bem como, como já mostrado, a passagem de corrente ao respectivo 
enrolamento da armadura.
O comutador é composto de segmentos 
cuneiformes com isolantes intermediários de mica 
é mantido por uma própria estrutura de 
compressão. Motores pequenos e minimotores 
apresentam um comutador consideravelmente 
mais simples feito de resina sintética moldada 
com segmentos fundidos.
Duas escovas de carbono com grafite foram com 
o comutador rotativo um contato deslizante e 
alimentam as bobinas com corrente. O carbono é 
um condutor elétrico relativamente bom que 
apresenta propriedades lubrificantes por meio da 
abrasão de pequenas partículas de carbono das 
escovas de carvão e do acúmulo destascomo 
material lubrificante sobre a superfície superior do 
coletor. 
Como as partículas de carbono da escova de 
carvão sofrem abrasão, as escovas de carvão são 
partes de desgaste e devem ser trocadas assim 
que se tornam muito curtos.
Comutador e escovas de carvão
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202131/107 Comutadores
As partes de carbono são colocadas de maneira 
móvel nos suportes para as escovas, os quais 
são conectados ao estator de maneira isolada, e 
são pressionadas contra o comutador no seu 
interior por molas.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202132/107 Comutadores
Toda máquina elétrica tem 
uma placa de identificação, a 
qual, via de regra, conecta-se 
a suas caixas de conexão. A 
placa de identificação contém, 
além dos dados nominais da 
máquina, especificações a 
respeito da designação dos 
tipos e do fabricante.
Placa de identificação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202133/107 Comutadores
Os campos têm o seguinte 
significado:
1. Logo das empresas
2. Máquina de corrente 
contínua detectável 
como máquina ligada 
em paralelo em 
função dos dados do 
excitador
3. Tensão nominal do 
enrolamento da 
armadura = 220 V
4. A potência mecânica 
disponível 
permanentemente no 
eixo é de 0,18 kW
5. Rotação nominal = 
2000 min-1
6. Tensão nominal do 
excitador = 220 V
7. Classe de isolamento 
B, descreve a 
qualidade do 
isolamento do 
enrolamento 
8. O tipo de proteção 
(nesse caso, IP 20) 
descreve a proteção 
contra a penetração 
de líquidos e corpos 
estranhos
9. A descrição de tipos 
da Lucas-Nülle
10. Corrente nominal do 
enrolamento da 
armadura = 1,0 A
11. Corrente nominal do 
enrolamento do 
excitador = 0,1 A
12. A máquina 
corresponde às 
estipulações da VDE 
0530
1+2
3 10
4
5
6 11
7+8
9 12
Placa de identificação de uma baixa corrente contínua da 
máquina ligada em paralelo
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202134/107 Comutadores
Pertencem a máquinas comutadoras
Máquinas de corrente contínua
Máquinas assíncronas
Máquinas universais
Máquinas síncronas
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
O que pertence a uma máquina comutadora?
Enrolamento do excitador
Rotor de gaiola de esquilo
Invólucro do estator
Chapa estatórica com sapatas polares
Eixo
Comutador
Conversor
Armadura com enrolamentos
Escovas de carvão
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Qual é a função do comutador?
Um contato que produz uma conexão ao enrolamento do 
excitador
Uma chave mecânica que interrompe a corrente de 
excitação
Uma chave mecânica que, durante o movimento de rotação, 
transmite a corrente de armadura de um enrolamento ao 
enrolamento subsequente
Teste de conhecimentos
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202135/107 Comutadores
Um loop de condutor, cujo eixo é posicionado de modo 
giratório, encontra-se dentro do campo magnético de um 
ímã permanente.
Uma corrente contínua passa pelo loop de condutor de 
maneira correspondente aos sentidos indicados pela 
seta.
Devido à força de Lorentz, surgem forças na haste 
superior e inferior do condutor. O seu sentido é 
exatamente perpendicular ao campo magnético e à 
haste do condutor.
Essas forças exercem um torque sobre o rotor e, com 
isso, causam uma rotação do loop do condutor em torno 
do eixo ilustrado aqui.
Depois de uma rotação de 90 graus (em relação à 
posição inicial mostrada), alcança-se um estado estável 
e o loop do condutor permanece parado.
Quando se rotaciona apenas o sentido da corrente, 
surgem, devido à força de Lorentz, um novo torque e um 
movimento de rotação resultante.
Princípio de máquinas de corrente contínua
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202136/107 Comutadores
O loop do condutor é conectado a uma fonte de tensão através das escovas de carvão e de um 
comutador. Na imagem, são mostrados apenas o comutador (em laranja) e as duas hastes do 
condutor (pontos vermelhos).
O comutador faz com que a polaridade dos loops do condutor sempre sejam revertidas após uma 
meia rotação, ou seja, a haste inferior do condutor é sempre conectada ao polo positivo, por 
exemplo. O campo magnético produzido pelo loop do condutor permanece, assim, sempre em um 
ângulo favorável em relação ao campo magnético externo e gera um torque continuamente. Dessa 
maneira, gera-se um movimento de rotação contínuo do motor.
Princípio fundamental
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202137/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Experimento opcional para o campo magnético, as forças resultantes e o ângulo ótimo 
entre o campo magnético do rotor e do estator.
Dica:
o experimento só pode ser realizado se o rotor do ímã permanente do curso “Máquinas de 
corrente trifásica CO4204-7T” está disponível.
Monte o experimento com a placa SO4204-7S. Coloque o ímã permanente no estator. Os 
enrolamentos do estator ainda estão desconectados.
Ímã permanente
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202138/107 Comutadores
Coloque o ímã permanente no estator. Os enrolamentos do estator ainda estão 
desconectados. Rotacione o ímã permanente uma ou mais vezes em torno de seu eixo e 
descreva a sua observação.
O polo sul gira sempre para a esquerda
Existem áreas em que não se pode perceber nenhum torque
Podem-se perceber torques
Para uma rotação completa, podem-se perceber dois 
torques máximos e dois torques mínimos
Para uma rotação completa, podem-se perceber um torque 
máximo e um torque mínimo
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Existem diferenças de resposta se os polos do ímã são contrários às sapatas polares e à 
área em que não existem sapatas polares?
Na área das sapatas polares, o torque é máximo
Na área das sapatas polares, o torque é mínimo
Na área exterior às sapatas polares, o torque é máximo
Na área exterior às sapatas polares, o torque é mínimo
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Há diferenças de resposta para polo norte e sul?
Quando o polo norte está em cima, gera-se o torque 
máximo.
Apenas quando o polo sul está em ângulo reto em relação 
às sapatas polares, gera-se um grande torque.
Ambos os polos são atraídos igualmente pelo ferro das 
sapatas polares.
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202139/107 Comutadores
Em qual sentido o rotor gira?
Às vezes para a direita, às vezes para a esquerda; depende 
da sapata polar que apresenta a menor distância em relação 
aos polos
Às vezes para a direita, às vezes para a esquerda; depende 
da sapata polar que apresenta a maior distância em relação 
aos polos
Às vezes para a direita, às vezes para a esquerda; depende 
do acaso
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Agora, conecte os enrolamentos do excitador à fonte de alimentação de 15 V como mostrado.
Descreva a resposta no intervalo em que as sapatas polares e os polos se encontram.
Essa área é neutra em relação ao torque.
Nessa área, o torque é máximo.
Rotacione o 
motor e responda 
as perguntas.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202140/107 Comutadores
Descreva a resposta quando o rotor do ímã permanente é posicionado exatamente 
perpendicular ao campo do excitador (ou seja, na área entre as sapatas polares), com o 
polo vermelho para cima.
O ímã tende às vezes para a esquerda, às vezes para a 
direita, depende de qual sapata polar fica mais próxima
O ímã tende a girar em apenas um sentido.
Descreva a resposta quando o rotor do ímã permanente é posicionado exatamente 
perpendicular ao campo do excitador, com o polo azul para cima.
O ímã tende às vezes para a esquerda, às vezes para a 
direita, depende de qual sapata polar fica mais próxima
O ímã tende a girar em apenas um sentido. Dessa vez, no 
sentido contrário.
Troque os terminais de 15 V e de ligação à terra e descreva o que mudou na resposta.
O ímã tende a girar em apenas um sentido. A resposta, 
porém, é invertida em relação à resposta antes da troca da 
tensão.
Independente da polaridade da excitação, o polo azul tende 
sempre à esquerda
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202141/107 Comutadores
O motor na animação mostrao princípio refinado de um motor de corrente contínua de dois polos. 
Dessa vez, o rotor não é representado como loop de condutor, mas sim composto de um núcleo de 
ferro com enrolamentos. Com isso, podem-se obter densidades de fluxo magnético e, com isso, 
torques consideravelmente maiores. 
A armadura ilustrada é a chamada armadura em duplo T. Essa é o modelo mais simples possível de 
armadura de uma máquina de corrente contínua. O nome é obtido da sua forma, a qual lembra dois 
“Ts”.
Rotor ou armadura:
Núcleo de ferro (azul e vermelho)
Enrolamento (laranja)
Comutador ou comutador com dois 
segmentos (laranja)
Isolante (cinza)
Estator:
Ímã com número de pares de polos P 
= 1 (azul ou vermelho)
2 escovas de carvão (preto)
Condutores de cobre (laranja = 
corrente; preto = nenhuma corrente)
Os inícios e os fins das bobinas da armadura são conectados aos segmentos do comutador. Os 
segmentos são isolados por rolamentos intermediários entre si.
A alimentação de corrente no enrolamento da armadura ocorre por meio das escovas de carvão, as 
quais geram um contato deslizante com o comutador rotativo, e, assim, alimentam as bobinas com 
corrente.
Nelas, origina-se um campo magnético, o qual age em conjunto com o campo magnético. Como os 
polos iguais se repelem e os polos opostos se atraem, o rotor é colocado em um movimento de 
rotação. Um pouco antes de atingir o seu valor requerido, a corrente é interrompido, pois as escovas 
apresentam agora um contato com o isolante, mas não com os segmentos condutores. Agora, o 
rotor não apresenta mais um campo magnético, não existe nenhuma força ou torque nessa posição. 
Se a máquina fica nessa posição, ela não consegue dar partida. Porém, uma vez em movimento, 
devido à sua energia cinética, o rotor percorrerá esse intervalo morto que representa o isolante entre 
os segmentos. Assim que houver novamente contato das esvocas com os segmentos condutores 
seguintes, o início e o fim do enrolamento terão completado meia rotação e a polaridade do 
enrolamento e, com isso, do campo magnético do rotor será invertida.
Armadura em duplo T no campo magnético
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202142/107 Comutadores
Comutadores e escovas também podem ser entendidas como uma chave (comutador) 
mecânica, que inverte o sentido da corrente na passagem do coletor pelo ponto morto 
(passagem pelo zero).
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202143/107 Comutadores
Motores de corrente contínua com uma armadura em duplo T apresentam uma desvantagem grave: 
eles não conseguem dar partida por conta própria. Exatamente quando as escovas do comutador se 
encontram no ponto morto, não é possível haver um fluxo de corrente. 
Motores de corrente contínua com “armadura em T triplo” conseguem dar partida a partir de 
qualquer posição e não apresentam nenhum ponto morto. 
Três segmentos são alojados no coletor. Em cada segmento, são colocados um início e um fim da 
bobina de dois enrolamentos adjacentes. Basicamente, passa uma corrente por todos os 
enrolamentos de cada posição do rotor. Os campos magnéticos dos enrolamentos parciais 
resultantes das correntes somam-se ao campo magnético total. Acontecem três “passagens de 
corrente” para cada rotação do rotor (de um enrolamento ao seguinte).
Armadura em T triplo
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202144/107 Comutadores
De fato, em motores reais, os enrolamentos de armadura e de segmentos de comutação 
correspondentes são projetados em uma quantidade muito maior. Com isso, alcança-se uma rotação 
muito melhor das máquinas. A seguinte ilustração mostra isso. Para um melhor panorama geral, os 
enrolamentos são representados no exterior e as escovas no interior. Na realidade, porém, a 
situação é o contrário:
As extremidades finais da bobinas são conectadas de maneira condutora a dois segmentos 
adjacentes do comutador. Em cada segmento, são conectados uma extremidade inicial e uma final 
de duas bobinas, de modo que o enrolamento do rotor aparece como um sistema fechado de 
enrolamento. Com isso, obtém-se, apesar da rotação do rotor, sempre uma passagem de corrente 
constante do enrolamento do rotor abaixo do polo do excitador.
Cada uma das escovas de carvão fica em contato ou com um segmento ou com dois segmentos 
adjacentes. Nesse caso, o enrolamento da armadura em questão é curto-circuitado em um pequeno 
intervalo de tempo.
Em motores reais, as escovas de carvão podem ser tão largas, que cada um dos vários 
enrolamentos de armadura são temporariamente curto-circuitados.
Execução do enrolamento da armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202145/107 Comutadores
Basicamente, as máquinas de corrente contínua são 
operadas como motormde acordo com o princípio da 
“força de Lorentz” e como gerador de acordo com o 
princípio de “indução eletromagnética”. No entanto, o 
gerador de corrente contínua foi substituído como 
fornecedor de energia elétrica em usinas elétricas há 
muito tempo pelo gerador trifásico.
No entanto, o modo de operação em máquinas de 
corrente contínua tem um significado importante na 
tecnologia de acionamento. 
Máquinas de corrente contínua normalmente 
operadas são frequentemente usadas para a 
frenagem. Assim, a energia cinética na máquina de corrente contínua operando como gerador é 
convertida em energia elétrica e alimenta a rede de corrente contínua.
Operação do gerador
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202146/107 Comutadores
Devido ao seu princípio de funcionamento, máquinas de corrente contínua excitadas 
eletricamente apresentam sempre um enrolamento do excitador além do enrolamento da armadura:
Enrolamento da armadura: Enrolamento na armadura rotativa
Enrolamento do excitador: fica sobre o estator fixo, gera o campo magnético
Esses enrolamentos podem ser conectados de diferentes maneiras com a tensão de alimentação. O 
tipo de conexão tem uma influência considerável sobre as propriedades do motor. Por isso, faz-se a 
diferenciação entre:
Máquinas ligadas em paralelo: o enrolamento do excitador está em paralelo ao 
enrolamento do excitador 
Máquinas ligadas em série: o enrolamento do excitador está em série ao enrolamento 
do excitador
Máquinas compostas: Uma parte do excitador é gerada por um enrolamento em 
paralelo e a outra por um enrolamento em série
Além disso, existem outros enrolamentos especiais que podem ser encontrados em máquinas 
maiores:
Enrolamento de comutação
Enrolamento de compensação
Tipos e enrolamentos de máquinas de corrente contínua
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202147/107 Comutadores
Além do enrolamento da armadura e do excitador, aparecem uma sequência de outros 
enrolamentos em máquinas de corrente contínua, cujos terminais são designados como a seguir:
A1 - A2 enrolamento da armadura
B1 - B2 enrolamento de comutação
C1 - C2 enrolamento de compensação
D1 - D2 enrolamento ligado em série
E1 - E2 enrolamento ligado em paralelo
F1 - F2 excitação independente
A letra designa o tipo de enrolamento; o 1 indica o início do enrolamento e o 2 o fim do enrolamento.
Designações de conexões e esquema de circuito 
equivalente
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202148/107 Comutadores
O enrolamento da armadura e o do excitador são ligados em paralelo. A tensão de excitação 
corresponde à tensão de armadura e não pode ajustada de maneira independente:
UA = UE
A corrente de armadura depende da carga. Entretanto, alterações da corrente de armadura não têm 
nenhuma influência sobre a corrente do excitador e sobre a excitação.
Caso a excitação deva ser alterada, isso só é possível por meio da tensão, o que, naturalmente, 
também influencia a corrente de armadura.
O motor de corrente contínua ligado em paralelo alcança uma corrente de excitação constante 
através da conexão do enrolamento do excitador com uma tensão de excitação constante. Com isso, 
alcança-se um fluxo magnético independente da carga.
Máquina ligada em paralelo
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202149/107 Comutadores
Como consequência da queda de tensãono circuito da armadura, a velocidade de rotação diminui 
com a carga crescente (M) em relação à velocidade de rotação em circuito aberto n0. Como a 
resistência do enrolamento da armadura é baixa, a velocidade de rotação diminui até a carga 
nominal no valor de alguns percentuais.
Uma curva característica deste tipo é chamada de “curva característica dura” com comportamento 
de ligação em paralelo.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202150/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, a máquina de corrente contínua é operada como uma máquina ligada 
em paralelo de excitação independente.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Conexão e operação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202151/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 15 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Em máquinas novas, que ainda não tenham dado partida, pode ser que a tensão aumente em 
alguns Volt para que a máquina dê partida.
Como se comporta a máquina?
A máquina aumenta a sua velocidade de rotação 
rapidamente e a mantém constante.
A máquina não dá partida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202152/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, a velocidade de rotação de um máquina de corrente contínua ligada 
em paralelo é medida sem contato usando-se um estroboscópio.
A estrutura do experimento anterior é mantida. Ela é completada pelo estroboscópio, o qual 
ilumina o rotor com flash, porém sem tocá-lo.
Medição da velocidade de rotação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202153/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 15 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Conectar o estroboscópio ao gerador de funções.
Abrir o Estroboscópio no menu Instrumentos.
Fazer as seguintes configurações:
FREQUENCY: 30 Hz 
Acionar o botão POWER. Ilumine o rotor com o estroboscópio e diminua 
devagar a frequência até obter uma imagem parada.
Direcione a luz de flash para a armadura rotativa. Aumente lentamente a frequência do flash 
até obter uma imagem estacionária claramente detectável. Para mais dicas em relação ao 
estroboscópio, procure ajuda (p. ex., apertando o botão F1 após ter aberto o estroboscópio 
VI).
Faça a leitura da velocidade de rotação a partir de ____ RPM
No caso de 
máquinas novas 
que ainda não 
tenham dado 
partida, pode ser 
necessária uma 
frequência de 
flash de partida 
menor do que 30 
Hz!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202154/107 Comutadores
Dica:
existem fotos estacionárias para várias velocidades de rotação. No entanto, existem apenas 
poucas frequências para as quais aparece um imagem realmente nítida. Só então se pode 
tirar uma conclusão a respeito da velocidade de rotação. Já após um pequeno exercício, você 
terá um conhecimento suficiente para avaliar se o resultado é conclusivo ou não.
Ajuda concentrar-se em um ponto fixo na definição da velocidade de rotação. Caso você 
tenha problemas com a definição da velocidade de rotação, coloque um ponto que possa ser 
reconhecido facilmente na armadura. Se você concentrar o estroboscópio, por exemplo, nas 
ranhuras da armadura, se obteriam imagens supostamente “estacionárias”, corretas.
Há a possibilidade de fazer uma marcação com um pequeno adesivo, uma folha adesiva 
refletora, uma caneta branca à prova d’água, entre outros. Independente do que você, o 
importante é:
a rotação não deve ser evitada, a marcação não deve ser apagada durante a operação
não usar nenhum material agressivo que pudesse danificar o isolamento do revestimento
na utilização de tinta, esta deve secar antes de se usar o motor
Existem imagens estacionárias também para outras frequências do flash do estroboscópio?
Apenas para a frequência de flash obtêm-se imagens 
estacionárias
Também para a frequência de flash dobrada obtêm-se 
imagens estacionárias
Também para 1,73 da frequência de flash obtêm-se imagens 
estacionárias
Também para metade da frequência de flash obtêm-se 
imagens estacionárias
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202155/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, a posição das escovas é alterada na máquina de corrente contínua 
ligada em paralelo e se observa o efeito.
A estrutura do experimento anterior permanece inalterada, exceto pelo posicionamento da 
armadura.
Altere a posição das escovas de carvão removendo uma parte da unidade do rotor do estator 
e o ponto de fixação, girando-a e fixando-a em um outro ângulo.
Para um melhor manuseio no ajuste das escovas, faz sentido desparafusar o pino de fixação 
totalmente fora da unidade de armadura. Para um motor rotativo, a placa de conexão da 
armadura deve ser fixada na posição correspondente manualmente para evitar que ela gire o 
rotor.
Para se obter um ângulo definido das escovas permanente, use os terminais de conexão e o pino de 
fixação previstos para tal na unidade do rotor.
Ajuste das escovas
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202156/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 15 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Quais consequências podem ser observadas se a posição das escovas de carvão é 
alterada?
Um ajuste das escovas não tem nenhuma influência sobre a 
velocidade de rotação
Em um intervalo de rotação de aprox. -20° até +20°, 
praticamente não há uma consequência para a velocidade 
de rotação
Em um intervalo de rotação de aprox. -50° até +50°, 
praticamente não há uma consequência para a velocidade 
de rotação
Em um intervalo de rotação maior que -+60°, praticamente 
não há uma consequência para a velocidade de rotação
Em um intervalo de rotação maior que -+60°, a velocidade 
de rotação tende a zero
Em um intervalo de rotação entre -+20...60°, o ajuste das 
escovas influencia a velocidade de rotação
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202157/107 Comutadores
Máquinas ligadas em paralelo são operadas frequentemente em tensão de excitação constante e 
denominadas máquinas de excitação independente.
A estrutura mecânica de máquinas de excitação independente é idêntica à estrutura de máquinas 
ligadas em paralelo. A conexão do enrolamento do excitador a uma fonte de alimentação 
independente tem a vantagem de que a excitação da máquina pode ser ajustada de maneira 
totalmente independente da tensão de armadura.
Máquina de excitação independente
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202158/107 Comutadores
O enrolamento do excitador é ligado em série ao enrolamento da armadura. Consequentemente, a 
excitação da máquina depende da corrente de armadura. Como a corrente de armadura depende da 
carga, a excitação também aumenta quando há carga aplicada.
IE= IA
Diferente da máquina ligada em paralelo, o fluxo magnético da excitação na máquina ligada em série 
depende da carga.
Ao invés de curva característica relativamente “dura” da máquina ligada em paralelo, na máquina 
ligada em série obtém-se uma curva hiperbólica de velocidade de rotação.
Na ausência de um contra-torque (circuito aberto), a máquina pode continuar a assumir altos valores 
da velocidade de rotação permitida. Uma exceção são as pequenas máquinas, em que, através das 
perdas por atrito, origina-se uma corrente em circuito aberto suficientemente grande, cujo campo 
limita a velocidade de rotação máxima.
Máquina ligada em série
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202159/107 ComutadoresA máquina ligada em paralelo gera uma grande torque para baixas velocidades de rotação.
O motor ligado em série encontra aplicação sobretudo nas áreas de trânsito e indústria ferroviária. 
Devido a M ~ I2, alcançam-se aqui altos torques necessários para a partida com baixo carregamento 
de rede como no motor ligado em paralelo, para o qual vale M ~ I.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202160/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, a máquina de corrente contínua é operada como uma máquina ligada 
em série.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Conexão e operação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202161/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 20 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Como se comporta a máquina?
A máquina aumenta a sua velocidade de rotação 
rapidamente e a mantém constante.
A máquina não dá partida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202162/107 Comutadores
Máquinas compostas apresentam tanto enrolamentos em paralelo quanto em série.
Máquina composta
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202163/107 Comutadores
Para compensar o enfraquecimento “involuntário” do campo pela queda de tensão no circuito da 
armadura, pode-se somar uma excitação dependente da carga no enrolamento em série à excitação 
constante no enrolamento em paralelo.
Também sobre a curva característica de carga as duas componentes de excitação exercem uma 
influência de modo a gerar uma mistura de uma curva característica da ligação em paralelo e de 
uma da ligação em série.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202164/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, o comutador é operado como uma máquina composta.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Conexão e operação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202165/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 24 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Como se comporta a máquina?
A máquina aumenta a sua velocidade de rotação 
rapidamente e a mantém constante.
A máquina não dá partida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202166/107 Comutadores
Durante o processo de comutação, surgem uma tensão indesejada no comutador e uma tensão de 
movimento no enrolamento da armadura. Essas tensões podem ser compensadas através da 
substituição do campo da armadura por um campo de comutação em sentido oposto.
Esse campo de comutação é montado com enrolamentos de comutação. Além disso, máquinas de 
corrente contínua maiores apresentam polos enrolados entre os polos principais. O enrolamento 
delas é ligado em série à armadura e gera, com isso, uma força magnetomotriz no sentido contrário 
proporcional ao campo transversal da armadura.
Enrolamentos de comutação melhoram a comutação. Eles reduzem as faíscas das escovas e 
evitam, assim, danos às escovas de carvão e aos segmentos. 
Enrolamento de comutação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202167/107 Comutadores
A área ao redor das peças polares, apesar do enrolamento de comutação, experimentam uma 
distorção do campo. Trata-se especialmente de uma desvantagem se a máquina é operada para o 
controle da velocidade de rotação com um campo de excitação enfraquecido. Nesse caso, o campo 
transversal da armadura na área dos polos principais também deve ser compensada.
Praticamente todas as máquinas de grande porte possuem, para tal, um enrolamento de 
compensação ligado em série com a armadura e os polos de comutação.
Como esse tipo de enrolamento é trabalhoso do ponto de vista da construção, tornando-se caro por 
isso, abre-se mão dele geralmente em máquinas de potência baixa à média.
Enrolamento de compensação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202168/107 Comutadores
Como na máquina ligada em série, o fluxo magnético da excitação na máquina universal depende da 
carga.
Também na máquina universal, origina-se, como na máquina ligada em série, uma curva hiperbólica 
da velocidade de rotação. Na ausência de um contra-torque (circuito aberto), a máquina universal 
também pode acelerar. Praticamente, isso é evitado geralmente pelo atrito inevitável e pelas abas 
generosamente dimensionadas do ventilador.
A máquina universal gera uma grande torque para baixas velocidades de rotação.
Entretanto, com um dimensionamento adequado do circuito de excitação por motivos de segurança, 
também se garante que o momento no intervalo de sobrecarga não aumente mais de maneira 
quadrática, mas apenas de maneira linear com a corrente de armadura. Caso contrário, uma 
furadeira poderia, por exemplo, não ser mais mantida em caso de bloqueio.
Máquina universal
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202169/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, o comutador é operado como uma máquina ligada em série em 
tensão alternada.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Conexão e operação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202170/107 Comutadores
Abrir a alimentação trifásica no menu Instrumentos / fontes de 
alimentação.
Adotar os seguintes ajustes:
U: 13 V
f: 50 Hz
Acionar o botão POWER.
Nota: A tensão indicada no instrumento corresponde a tensão entre 
uma fase e o ponto neutro da rede. O valor medido pode diferir do valor 
indicado, já que a tensão não é regulada.
Como se comporta a máquina?
A máquina aumenta a sua velocidade de rotação 
rapidamente e a mantém constante.
A máquina não dá partida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202171/107 Comutadores
O enrolamento do excitador é representado no esquema de circuito equivalente como ligação em 
série de um indutor e um resistor ôhmico. A reatância do indutor não pode ser percebida com a 
corrente contínua. Em um motor universal continuamente operado em tensão alternada, uma 
reatância adicional causada pela indutância deve ser considerada.
Influência da tensão alternada
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202172/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, a reatância da máquina universal parada é definida para 50 Hz.
Complete o experimento de acordo com animação para conectar as entradas de medição.
Medição das reatâncias a 50 Hz
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202173/107 Comutadores
Abrir o medidor de tensão duplo no menu Instrumentos / 
Dispositivos de medição.
Favor selecionar os seguintes ajustes para ambos os canais:
CHANNEL C: 
RANGE: 50 V
MODE: RMS
DC
CHANNEL D: 
RANGE: 50 V 
MODE: RMS
DC
Abrir o instrumento virtual amperímetro duplo no 
menu Instrumentos / Dispositivos de medição.
Selecionar os seguintes ajustes para ambos os canais:
CHANNEL E: 
RANGE: 3 A
MODE: RMS
DC
CHANNEL F: 
RANGE: 3 A 
MODE: RMS
DC
Abrir a alimentação trifásica no menu Instrumentos / fontes de 
alimentação.
Adotar os seguintes ajustes:
U: 10 V
f: 50 Hz
Acionar o botão POWER.
Nota: A tensão indicada no instrumento corresponde a tensão entre 
uma fase e o ponto neutro da rede. O valor medido pode diferir do valor 
indicado, já que a tensão não é regulada.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202174/107 Comutadores
Freie o motor manualmente até que ele pare e faça a leitura dos instrumentos virtuais. Insira 
os valores nos campos previstos:
Tensão no motor universal ____VCorrente do enrolamento ____A
Agora, calcule a resistência aparente a partir dos dados de medição:
Resistência aparente Z = U / I = ____Ohm
Conecte o aparelho da rede trifásica.
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 16 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Faça a leitura dos valores de tensão e corrente nos instrumentos virtuais e registre-os nos 
espaços previstos:
Tensão no motor universal ____V
Corrente do enrolamento ____A
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202175/107 Comutadores
Agora, calcule a resistência ôhmica a partir dos dados de medição:
Resistência ôhmica R = U / I = ____
Por quê se obtém uma resistência maior na tensão CA do que na tensão CC?
Por causa das imprecisões de medição
Por causa da reatância dos enrolamentos a 50 Hz
Por causa do aquecimento do enrolamento
Quais consequências tem a reatância aumentada?
A máquina gira mais rapidamente
Para que surja a mesma corrente de excitação que na 
operação com tensão CC, a tensão deve ser aumentada
A queda de tensão adicional pode ser considerada através 
de um projeto adequado de enrolamento já na produção.
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202176/107 Comutadores
Tensão induzida
A tensão induzida média Uq no enrolamento da armadura depende da velocidade de rotação do 
motor n, da intensidade do fluxo magnético F, bem como do número de pares de polos p e da 
quantidade de enrolamentos n.
Uq = c · F · n 
c = 4 · p · N = constante da máquina
p: Número de pares de polos, N: Quantidade de enrolamentos da armadura
Torque
O torque depende da corrente de armadura IA, da intensidade do fluxo magnético F, do número de 
pares de polos p e da quantidade de enrolamentos N.
M = (c · F · IA) / (2 · p)
(perdas por atrito foram desconsideradas)
Equação da tensão
UA = Uq + IA · RA + UB
com UB = tensão aplicada nas escovas de carvão
Velocidade de rotação
n = (UA - IA · RA) / (c · F)
A partir das três equações principais da máquina de corrente contínua, pode-se deduzir a resposta 
operacional desta. A velocidade de rotação de todas as máquinas de corrente contínua diminui em 
maior ou menor grau quando sob carga. Essa relação pode ser descrita com funções matemáticas e 
graficamente:
A velocidade de rotação como função do torque, ou n = f(M)
Equações principais da máquina de corrente contínua
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202177/107 Comutadores
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202178/107 Comutadores
A relação entre a corrente de excitação IE e o fluxo magnético FE pode ser, idealmente, entendida 
como linear. O fator constante cE é uma constante de proporcionalidade definida pelo esquema 
construtivo e pelos materiais usados da máquina. Essa suposição é útil para a representação dos 
principais modos de comportamento do motor de corrente contínua.
Na realidade, entretanto, a influência da saturação magnética dos componentes de ferro do rotor e 
do estator deve ser considerada com a curva característica da magnatização.
A remanência (magnetização residual) torna-se consideravelmente perceptível também.
Acione os botões para analisar a diferença entre curva característica de magnetização ideal e real.
Curva característica de magnetização
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202179/107 Comutadores
Qual máquina apresenta uma excitação independente da carga?
Máquinas compostas
Máquina ligada em série
Máquina ligada em paralelo
Máquina universal
Quais máquinas podem acelerar em carga?
Máquinas compostas
Máquina ligada em série
Máquina ligada em paralelo
Máquina universal
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Quais máquinas comutadoras fornecem o torque máximo?
Máquinas compostas
Máquina ligada em série
Máquina ligada em paralelo
Máquina universal
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Teste de conhecimentos
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202180/107 Comutadores
Qual máquina comutadora altera a sua velocidade de rotação o mínimo possível para 
alterações de carga?
Máquinas compostas
Máquina ligada em série
Máquina ligada em paralelo
Máquina universal
Com qual aparelho de medição a velocidade de rotação pode ser medida de maneira 
simples?
Tacogerador
Osciloscópio
Estroboscópio
Existem diferentes tipos de máquinas de corrente contínua. Combine as afirmações.
O enrolamento do excitador da máquina ligada em 
paralelo está conectado
__ 
O enrolamento do excitador da máquina ligada em 
série está conectado
__ 
O enrolamento do excitador da máquina composta 
está conectado
__ 
Quais outros enrolamentos de máquinas de corrente contínua você conhece?
Enrolamento de comutação
Enrolamento em circuito aberto
Enrolamento primário
Enrolamento de compensação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202181/107 Comutadores
Uma das equações principais da máquina de corrente contínua é: M = = (c · Φ · IA) / (2 · π) 
Com isso, qual afirmação está correta?
O torque aumenta proporcionalmente à corrente
O torque aumenta proporcionalmente ao quadrado da 
corrente
O torque aumenta de maneira inversamente proporcional à 
corrente
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202182/107 Comutadores
A partir do esquema de circuito equivalente e das equações principais, podem-se derivar três 
processos básicos para o controle da velocidade de rotação da máquina ligada em paralelo ou em 
série:
Alteração da resistência efetiva da armadura
Alteração da tensão de armadura
Alteração do fluxo magnético por meio da tensão de excitação
Controle da máquina de corrente contínua
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202183/107 Comutadores
A velocidade de rotação e o torque de máquinas de corrente contínua são diretamente relacionados 
à tensão de armadura e à corrente de armadura.
Durante o funcionamento do motor, o sentido de rotação pode ser invertido tanto pela reversão da 
polaridade da tensão de armadura quanto pela da tensão de excitação. Ambos os métodos levam ao 
mesmo resultado.
Pelo fato dos aparelhos de regulagem da velocidade de rotação que contêm pontes de retificação 
controladas serem mais econômicos e robustos, não só a amplitude da tensão de armadura pode 
ser ajustada facilmente hoje em dia, mas também a sua polaridade.
Inversão do sentido de rotação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202184/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, serão trabalhadas as possibilidades de inverter o sentido de rotação 
de uma máquina ligada em paralelo de corrente contínua.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Experimento - Inversão do sentido de rotação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202185/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 15 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Observe o sentido de rotação da máquina para as diferentes conexões das fontes de tensão. Para a 
inversão, troque, simplesmente, os dois terminais do enrolamento do excitador ou da armadura.
“Não invertido” significa que a conexão corresponde àquela mostrada na animação.
Em qual sentido a máquina gira? Encontre a combinação correta experimentalmente.
Enrolamento da armadura não rotacionado - 
enrolamento do excitador não rotacionado
__ 
Enrolamento da armadura rotacionado - 
enrolamento do excitador não rotacionado
__ 
Enrolamento da armadura não rotacionado - 
enrolamento do excitador rotacionado
__ 
Enrolamento da armadura rotacionado - 
enrolamento do excitador rotacionado
__ 
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202186/107 Comutadores
Um método simples para o ajuste da velocidade de rotaçãopode ser usado com um resistor de série 
no circuito da armadura.
A alteração da resistência da armadura por meio de um resistor de série influencia a inclinação da 
curva de carga. A velocidade de rotação em circuito aberto n0 permanece praticamente sem sofrer 
influência. Esse tipo de influência sobre a velocidade de rotação é usada somente em máquinas 
pequenas devido às grandes perdas no resistor de série e do baixo rendimento dele resultante.
Resistência de série da armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202187/107 Comutadores
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202188/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, analisa-se a influência de um resistor de série na armadura sobre a 
velocidade de rotação da máquina ligada em paralelo de corrente contínua.
Monte o experimento de acordo com a animação. O O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Experimento - resistência de série da armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202189/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 15 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Agora, faça a transposição do resistor R6 com um cabo curto e remova-o novamente após 
alguns segundos.
Qual é a influência da resistência no circuito da armadura sobre a velocidade de rotação?
A velocidade de rotação permanece inalterada
A velocidade de rotação diminui
A velocidade de rotação aumenta
Dica: 
para demonstrar esse modo de operação de maneira completa, seria necessário demonstrar 
a resposta para diversas cargas. O experimento considera, portanto, apenas um ponto do 
diagrama mostrado na página anterior.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202190/107 Comutadores
A curva característica de carga contém a sua inclinação original e é deslocada apenas 
paralelamente pelo ajuste da tensão. A máquina contém a sua curva característica “dura” 
vantajosa. Diferente do conversor com resistência de armadura, a velocidade de rotação em circuito 
aberto também pode ser ajustada nesse caso.
Com o ajuste da tensão de armadura, a velocidade de rotação pode ser configurada em grandes 
intervalos e sem perdas adicionais.
Após a invenção dos semicondutores e da implementação de retificadores controláveis baseados 
em tiristores, encontra-se disponível há décadas uma tecnologia econômica e robusta para a 
configuração e regulagem da velocidade de rotação de máquinas de corrente contínua. Por isso, tais 
dispositivos de acionamento são amplamente difundidos.
Somente com a implementação de máquinas de corrente trifásica operadas com conversão de 
frequência, essa tecnologia perdeu parte do seu significado. 
Alteração da tensão na armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202191/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, analisa-se a influência da tensão de armadura sobre uma máquina 
ligada em paralelo de corrente contínua. A velocidade de rotação é medida com um 
estroboscópio sem que haja contato.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Experimento - tensão da armadura
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202192/107 Comutadores
Abra o Controle do motor CC no menu Instrumentos / Controles de 
motor.
Adote a seguinte configuração:
U: 20 V
Aperte o botão POWER.
Dica: o valor medido pode variar em relação ao valor mostrado no 
instrumento, pois a tensão não está regulada.
Conectar o estroboscópio ao gerador de funções.
Abrir o Estroboscópio no menu Instrumentos.
Fazer as seguintes configurações:
FREQUENCY: 100 Hz 
Acionar o botão POWER. Ilumine o rotor com o estroboscópio e diminua 
devagar a frequência até obter uma imagem parada.
Direcione a luz de flash para a armadura rotativa e meça, para os valores fornecidos na tabela da 
tensão de armadura, as velocidades de rotação:


 
UA in V n in min-1
20,00
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
UA [V]
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
n 
[m
in
-1
]
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202193/107 Comutadores
Na tabela de valores acima, muda o modo de visualização para diagrama. Qual afirmação 
está correta?
A partir de uma tensão de joelho, a velocidade de rotação 
aumenta linearmente com a tensão de armadura
A partir de uma tensão de joelho, a velocidade de rotação 
aumenta quadraticamente com a tensão de armadura
A velocidade de rotação não aumenta
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202194/107 Comutadores
A tensão de excitação pode ser configurada tanto com um resistor de série ajustável quanto com 
uma alteração direta da tensão. Como a corrente de excitação permanece constante independente 
da carga, os dois métodos levam ao mesmo resultado. 
Isso também é chamado “intervalo de ajuste de campo ou de enfraquecimento de campo”.
Com a variação do campo do excitador, a velocidade de rotação em circuito aberto n0 e a inclinação 
da curva característica de carga se alteram.
Com um enfraquecimento do campo, a velocidade de rotação aumenta. Por isso, esse método é 
adequado para velocidades de rotação superiores à velocidade de rotação nominal. Na prática, o 
valor da velocidade de rotação ajustável do motor é limitada pela solicitação da força centrífuga do 
rotor. A velocidade de rotação máxima não deve exceder o valor da velocidade de rotação nominal 
em duas até quatro vezes.
Na área de enfraquecimento do campo, entretanto, o torque disponível diminui.
Na prática, em algumas aplicações, os métodos de ajuste da tensão de armadura e do campo são 
combinados entre si, o que possibilita um ajuste da velocidade de rotação em um amplo intervalo.
Alteração da tensão de excitação
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202195/107 Comutadores
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202196/107 Comutadores
Se um motor parado é ligado diretamente, aparece um pico de corrente durante o tempo de 
arranque, o qual pode ser um múltiplo da corrente de medição. Esse tipo de pico de corrente 
perturba a rede e pode danificar a máquina. Por isso, ele deveria ser evitado.
Um procedimento permitido para a partida de máquinas de corrente contínua é o controle do 
arranque através de resistores de partida conectados em etapas. Com isso, durante o processo de 
partida, os resistores são curto-circuitados gradualmente por meio de contatores até que, no fim, 
toda resistência de série tenha sido transposta.
Corrente de partida e resistências de partida
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202197/107 Comutadores
Objetivo do experimento
Neste experimento, será demonstrado que a corrente de partida pode ser 
consideravelmente reduzida usando-se resistores de partida.
Monte o experimento de acordo com a animação. O eixo do rotor é implementado no 
rolamento do estator. Ao colocar o rotor, certifique-se de que o pino de fixação seja colocado 
no terminal de conexão com a inscrição 0°.
Com o osciloscópio, a tensão de armadura e a corrente de armadura devem ser medidas com o 
canal A e o canal B respectivamente.
Partida
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202198/107 Comutadores
Abrir o osciloscópio no menu Instrumentos - Dispositivos de 
medição.
Configurar como indicado a seguir:
Channel A: 5 V / div; DC; Y-POS: 0
Channel B: 500 mV / div; DC; Y-POS: 0
Time: 500 ms / div
Mode: X/T
Trigger: CHANNEL A; rising edge; LEVEL: 1 div; 
PRETRIGGER: 0 div; Single
Abra o Controle do tempo de arranque CC no 
menu Instrumentos / Controles do motor.
Adote a seguinte configuração:
ΔT1: 0,3 s
ΔT2: s
ΔT3: 0,3 s
ΔT4: 0,3 s
U: 0 V
Aperte o botão START.
O que acontece com o resistor departida e os relés durante a fase de partida?
Os relés são __ 
O resistor de partida é __ 
Após 4 x 0,3 s, o resistor de partida é __ 
Preste atenção 
aos “cliques” 
audíveis dos 
relés!
Desligue a fonte de alimentação novamente.
Agora, ajuste a tensão para 20 V. Conecte a fonte de alimentação novamente através do 
botão START e copie o oscilograma no diagrama previsto:
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 202199/107 Comutadores
Desligue a fonte de alimentação novamente.
Complemente a estrutura com um cabo. Assim, o relé e os resistores de partida são 
constantemente transpostos e a corrente de partida pode ser medida.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021100/107 Comutadores
Ative a disponibilidade do trigger e ligue a fonte de tensão (20 V) novamente com o botão 
START. Copie o oscilograma no espaço reservado:
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021101/107 Comutadores
Faça a leitura nos oscilogramas de cada valor de pico da corrente de partida:
Corrente de partida com resistência de partida: ____A corrente de 
partida sem resistência de partida: ____A
O valor da 
resistência do 
shunt é de 1 
Ohm. 1 V na tela 
do osciloscópio 
corresponde, 
portanto, a 1 A.
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021102/107 Comutadores
Compare os dois oscilogramas. Quais afirmações estão corretas?
Praticamente, não se pode ver nenhuma diferença na 
resposta da partida
A corrente de partida é reduzida com as resistências de 
partida
O tempo de partida aumenta com as resistências de partida
A corrente também reduz após o tempo de partida
Após o tempo de partida, as resistências de partida não têm 
mais nenhuma influência
Pode haver 
várias respostas 
corretas!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021103/107 Comutadores
A frenagem reostática é implementada preferencialmente quando os dispositivos de acionamento 
estão parados. Para tal, a armadura é separada da rede (com a chave S1) e ligado a um resistor 
RB com a chave S2. A corrente de armadura e o torque revertem a sua polaridade (operação de 
gerador).
A energia da frenagem é convertida em calor nos resistores.
Use o botão para a comutação entre frenagem e acionamento.
Frenagem reostática
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021104/107 Comutadores
Quais possibilidades da inversão do sentido de rotação existem em máquinas ligadas em 
paralelo de excitação independente? Quais afirmações estão corretas?
O sentido de rotação é definida de acordo com o modelo e 
não pode ser alterado
Uma reversão da polaridade da tensão de excitação provoca 
a inversão do sentido de rotação
Somente uma reversão simultânea da polaridade da tensão 
de armadura e do excitador provoca a inversão do sentido 
de rotação
Uma reversão da polaridade da tensão de armadura provoca 
a inversão do sentido de rotação
Várias soluções 
podem estar 
corretas!
Quais possibilidades do ajuste da velocidade de rotação existem em máquinas 
comutadoras?
Alteração da resistência efetiva da armadura
Alteração do comprimento de onda
Alteração do fluxo magnético por meio da tensão de 
excitação
Alteração da tensão de armadura
Alteração da resistência das escovas
Várias respostas 
podem estar 
corretas!
Qual desvantagem o ajuste da velocidade de rotação apresenta por meio da tensão de 
excitação?
Faísca mais intensa nas escovas
Desgaste aumentado
Redução do torque disponível
Teste de conhecimentos
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021105/107 Comutadores
Quais são as razões práticas para o uso de resistores de partida em máquinas de corrente 
contínua? Quais problemas são evitados?
Redução de perturbações da rede por picos de corrente na 
partida
Nenhum superaquecimento da máquina
Nenhuma sobrecarga de condutores
Dispositivos de proteção dos condutores não são ativados 
na partida
Pode haver 
várias respostas 
corretas!
Jasse
sexta-feira, 29 de janeiro de 2021106/107 Comutadores
Parabéns!
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sexta-feira, 29 de janeiro de 2021107/107 Comutadores