MOTOR ELÉTRICO DE CORRENTE CONTÍNUA

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MOTOR ELÉTRICO DE CORRENTE CONTÍNUA: CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO DIDÁTICO E COMPARAÇÃO COM APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
RESUMO
Os motores elétricos desempenham papel fundamental na indústria moderna por converterem energia elétrica em energia mecânica com elevada eficiência e confiabilidade. Este trabalho teve como objetivo confeccionar um protótipo de motor elétrico de corrente contínua (CC), compreender seu princípio de funcionamento e relacionar os conceitos estudados em sala de aula com aplicações observadas em ambiente industrial. A pesquisa foi desenvolvida por meio de revisão bibliográfica, construção prática do motor elétrico e visita técnica à empresa Innova, fabricante de transformados plásticos e polímeros estirênicos. O protótipo foi confeccionado utilizando base de madeira, pilha de 1,5 V, fio de cobre esmaltado, ímã permanente, chave liga/desliga e bobina com dez espiras e diâmetro aproximado de 25 mm. Durante os testes, uma bússola foi utilizada para evidenciar a formação do campo eletromagnético gerado pela circulação da corrente elétrica. Posteriormente, foram observadas aplicações industriais de motores elétricos em bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos, possibilitando comparar o funcionamento do protótipo com motores utilizados em processos produtivos. Os resultados demonstraram que o experimento permitiu compreender, de maneira prática, os princípios do eletromagnetismo e da conversão de energia, evidenciando que os mesmos fundamentos físicos presentes no protótipo também são empregados em motores industriais de maior potência e complexidade.
Palavras-chave: Motor elétrico. Corrente contínua. Eletromagnetismo.
INTRODUÇÃO
Os motores elétricos estão entre os equipamentos mais importantes da engenharia moderna, sendo amplamente empregados em processos industriais, sistemas de transporte, máquinas, equipamentos agrícolas e aplicações domésticas. Sua principal função consiste em converter energia elétrica em energia mecânica por meio da interação entre campos magnéticos, permitindo o acionamento de diversos equipamentos essenciais para a indústria.
O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de confeccionar um motor elétrico de corrente contínua (CC) utilizando materiais de baixo custo e compreender, na prática, os princípios físicos envolvidos em seu funcionamento. Além da construção do protótipo, buscou-se relacionar os conhecimentos teóricos sobre eletromagnetismo com aplicações observadas durante uma visita técnica à empresa Innova, permitindo comparar um motor didático com motores elétricos utilizados em processos industriais.
A realização desta atividade possibilitou integrar teoria e prática, favorecendo o desenvolvimento do raciocínio técnico e da capacidade de analisar o funcionamento dos motores elétricos sob a perspectiva da Engenharia Mecânica. Dessa forma, o estudo contribuiu para ampliar a compreensão dos fenômenos físicos responsáveis pela geração do movimento rotativo e sua importância para os sistemas produtivos atuais.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Os motores elétricos representam uma das mais importantes invenções da engenharia, sendo responsáveis pela conversão de energia elétrica em energia mecânica. Essa transformação ocorre por meio da interação entre campos magnéticos e correntes elétricas, princípio que possibilitou o desenvolvimento de máquinas capazes de realizar trabalho mecânico com elevada eficiência. Atualmente, motores elétricos estão presentes em praticamente todos os setores industriais, movimentando equipamentos essenciais para a produção.
O funcionamento dos motores elétricos está fundamentado nos princípios do eletromagnetismo. Quando uma corrente elétrica percorre um condutor, forma-se ao seu redor um campo magnético cuja intensidade depende da corrente elétrica e das características do material utilizado. Esse fenômeno foi estudado por diversos pesquisadores, entre eles Michael Faraday, cujas contribuições possibilitaram compreender a relação entre eletricidade e magnetismo, estabelecendo as bases para o desenvolvimento das máquinas elétricas modernas.
Outro conceito fundamental é a força eletromagnética, frequentemente associada à força de Lorentz. Quando um condutor percorrido por corrente elétrica é colocado em um campo magnético externo, surge uma força capaz de produzir movimento. Nos motores elétricos, essa força gera o torque responsável pela rotação da bobina ou do rotor, convertendo energia elétrica em energia mecânica de maneira contínua.
Os motores de corrente contínua (CC) caracterizam-se por serem alimentados por uma fonte de tensão contínua, como pilhas ou baterias. Entre suas principais vantagens destacam-se a simplicidade construtiva, facilidade de controle da velocidade e excelente aplicação em experimentos didáticos, robótica, brinquedos e pequenos equipamentos eletrônicos. Apesar disso, em aplicações industriais de maior porte, seu uso é menos frequente devido à necessidade de sistemas específicos para alimentação e manutenção.
Já os motores de corrente alternada (CA) são amplamente empregados na indústria devido à sua robustez, elevada eficiência energética, baixo custo de manutenção e capacidade de operar continuamente por longos períodos. Os motores de indução trifásicos constituem a principal escolha para acionamento de bombas, ventiladores, compressores, transportadores, moinhos e diversos equipamentos industriais, sendo reconhecidos pela confiabilidade e durabilidade.
A bobina constitui um dos componentes mais importantes do motor elétrico. Formada por espiras de fio de cobre esmaltado, ela é responsável pela geração do campo magnético quando percorrida por corrente elétrica. O cobre é amplamente utilizado devido à sua elevada condutividade elétrica, enquanto o esmalte que reveste o fio atua como isolante, impedindo curtos-circuitos entre as espiras e garantindo o correto funcionamento do circuito.
O ímã permanente desempenha papel igualmente essencial no funcionamento do motor. Sua função é fornecer um campo magnético constante que interage com o campo produzido pela bobina energizada. A intensidade dessa interação determina o torque desenvolvido pelo motor. Assim, o correto posicionamento do ímã em relação à bobina influencia diretamente o desempenho e a estabilidade do movimento rotacional.
A utilização de instrumentos simples, como a bússola, permite visualizar experimentalmente os efeitos do campo magnético gerado pela corrente elétrica. Quando posicionada próxima ao condutor energizado, a agulha da bússola sofre desvio em função da interação entre o campo magnético terrestre e o campo produzido pela corrente elétrica. Esse procedimento constitui uma forma prática de comprovar os conceitos estudados sobre eletromagnetismo.
Na engenharia, a construção de protótipos didáticos desempenha papel importante na formação acadêmica, pois permite integrar teoria e prática. A montagem de um motor elétrico em pequena escala possibilita compreender fenômenos físicos que, muitas vezes, são apresentados apenas de forma conceitual. Além disso, o desenvolvimento do protótipo estimula habilidades relacionadas à observação, análise crítica, resolução de problemas e interpretação dos resultados obtidos durante os testes.
A crescente busca por eficiência energética faz com que os motores elétricos ocupem posição estratégica nos processos industriais modernos. A seleção adequada do tipo de motor, sua manutenção preventiva e a utilização de sistemas de controle, como inversores de frequência, contribuem significativamente para a redução do consumo de energia, aumento da confiabilidade operacional e melhoria da produtividade. Dessa forma, compreender os princípios de funcionamento dos motores elétricos torna-se um conhecimento indispensável para a formação do engenheiro mecânico.
METODOLOGIA
O presente trabalho foi desenvolvido por meio de pesquisa bibliográfica, construção de um protótipo de motor elétrico de corrente contínua e realização de uma visita técnica em ambiente industrial. A proposta teve como objetivocompreender, de forma prática, os princípios do eletromagnetismo e da conversão da energia elétrica em energia mecânica, relacionando os conhecimentos adquiridos durante a disciplina com aplicações observadas na indústria.
Inicialmente, realizei uma revisão bibliográfica sobre motores elétricos, eletromagnetismo e máquinas elétricas, buscando compreender os conceitos fundamentais relacionados ao funcionamento dos motores de corrente contínua e corrente alternada. Essa etapa foi importante para fornecer embasamento teórico ao experimento e possibilitar uma análise crítica dos resultados obtidos.
Após o estudo teórico, confeccionei um protótipo de motor elétrico de corrente contínua utilizando materiais de fácil aquisição. Como base estrutural utilizei uma peça de madeira, escolhida por proporcionar estabilidade mecânica e isolamento elétrico. A alimentação do circuito foi realizada por uma pilha de 1,5 V, conectada ao sistema por meio de uma chave liga/desliga, permitindo controlar a energização do motor durante os testes.
A bobina foi confeccionada com fio de cobre esmaltado, contendo aproximadamente dez espiras e diâmetro de 25 mm. O cobre foi utilizado devido à sua elevada condutividade elétrica, enquanto o revestimento esmaltado proporcionou isolamento entre as espiras, evitando curtos-circuitos e garantindo o correto funcionamento do circuito elétrico.
Para produzir o campo magnético externo, utilizei um ímã permanente posicionado sob a bobina. Durante os testes, observei que o alinhamento entre a bobina e o ímã influenciava diretamente o desempenho do motor, sendo necessário realizar pequenos ajustes para obter uma rotação mais estável. O conjunto montado apresentou peso aproximado de 300 g, demonstrando que é possível construir um equipamento didático simples, funcional e de baixo custo.
Como forma de comprovar experimentalmente a formação do campo eletromagnético, utilizei uma bússola posicionada próxima ao circuito durante a energização. Ao acionar a chave liga/desliga, foi possível observar o desvio da agulha da bússola, evidenciando a presença do campo magnético gerado pela passagem da corrente elétrica na bobina. Essa observação confirmou, de maneira prática, os princípios estudados durante a fundamentação teórica.
Após a conclusão do experimento, realizei uma visita técnica à empresa Innova, indústria do setor de transformados plásticos e polímeros estirênicos. Durante a visita, observei diferentes aplicações de motores elétricos em equipamentos utilizados diariamente no processo produtivo, destacando-se bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos. Essa etapa permitiu comparar o motor didático confeccionado com motores industriais de maior potência, identificando semelhanças nos princípios de funcionamento e diferenças relacionadas à capacidade operacional, eficiência e aplicação.
Por fim, os resultados obtidos durante a montagem do protótipo, os testes realizados e as observações feitas na visita técnica foram analisados de forma qualitativa, permitindo relacionar os conceitos teóricos estudados com situações reais encontradas no ambiente industrial. Essa metodologia proporcionou uma aprendizagem mais significativa, aproximando os conhecimentos acadêmicos da prática profissional do engenheiro mecânico.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O protótipo apresentou funcionamento satisfatório após pequenos ajustes no posicionamento da bobina e do ímã permanente. Durante os testes, foi possível observar a rotação da bobina quando o circuito era energizado pela pilha de 1,5 V, confirmando a conversão da energia elétrica em energia mecânica. Além disso, a utilização da bússola permitiu verificar o desvio da agulha durante a passagem da corrente elétrica, evidenciando experimentalmente a formação do campo magnético ao redor do condutor.
A visita técnica realizada na empresa Innova complementou os resultados obtidos no laboratório, permitindo observar motores elétricos empregados em bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos. Embora esses equipamentos apresentem dimensões, potência e sistemas construtivos muito superiores ao protótipo desenvolvido, verificou-se que todos operam fundamentados nos mesmos princípios físicos estudados durante a disciplina. Essa comparação contribuiu para compreender como conceitos básicos do eletromagnetismo são aplicados em equipamentos essenciais para os processos industriais.
CONSIDERAÇÕES
A realização deste trabalho proporcionou uma compreensão mais ampla sobre os princípios físicos que regem o funcionamento dos motores elétricos e sua importância para a Engenharia Mecânica. A pesquisa bibliográfica, aliada à construção prática do protótipo, permitiu compreender que conceitos como eletromagnetismo, corrente elétrica, campo magnético e conversão de energia deixam de ser apenas conteúdos teóricos quando observados em uma aplicação real. Confeccionar o motor elétrico possibilitou visualizar, de forma concreta, como a interação entre o campo magnético produzido pela corrente elétrica e o campo magnético do ímã permanente é capaz de gerar movimento mecânico.
Durante o desenvolvimento do experimento, observei que cada componente desempenha uma função essencial para o funcionamento do conjunto. A escolha da base de madeira proporcionou estabilidade e isolamento elétrico, enquanto a bobina confeccionada com fio de cobre esmaltado, alimentada por uma pilha de 1,5 V, permitiu a geração do campo magnético necessário para o funcionamento do motor. A utilização da bússola durante os testes foi um dos aspectos mais interessantes da atividade, pois possibilitou comprovar experimentalmente a existência do campo eletromagnético gerado pela passagem da corrente elétrica, reforçando na prática os conceitos estudados em sala de aula.
A visita técnica realizada na empresa Innova complementou significativamente o aprendizado obtido durante a construção do protótipo. Foi possível observar motores elétricos de corrente alternada acionando bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos utilizados na produção de transformados plásticos e polímeros estirênicos. Essa experiência permitiu perceber que, embora o motor construído possua finalidade didática e opere em pequena escala, os princípios físicos envolvidos são os mesmos empregados em motores industriais de elevada potência, diferenciando-se principalmente pela capacidade de operação, eficiência, sistema construtivo e aplicação.
Concluo que a integração entre pesquisa, experimentação prática e observação industrial tornou este trabalho uma experiência extremamente enriquecedora para minha formação acadêmica. Além de ampliar meus conhecimentos sobre motores elétricos, a atividade desenvolveu minha capacidade de análise, interpretação de fenômenos físicos e resolução de problemas técnicos. Considero que experiências como esta aproximam o estudante da realidade da profissão e contribuem para a formação de um futuro engenheiro mecânico mais preparado para compreender, analisar e aplicar os princípios da engenharia em situações reais da indústria.
MOTOR ELÉTRICO DE CORRENTE CONTÍNUA: CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO DIDÁTICO E COMPARAÇÃO COM APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
Acadêmico: Carlos Kuhn
Tutor Externo: ___________________________________
RESUMO
Os motores elétricos constituem um dos principais dispositivos utilizados na conversão de energia elétrica em energia mecânica, desempenhando papel indispensável nos processos produtivos industriais devido à elevada eficiência, confiabilidade e versatilidade de aplicação. O presente trabalho teve como objetivo confeccionar um protótipo de motor elétrico de corrente contínua (CC), compreender seus princípios de funcionamento e relacionar os conceitos estudados na disciplina com aplicações observadas durante visita técnica em ambiente industrial. A metodologia adotada compreendeu pesquisa bibliográfica, construção experimental do motor elétrico e análise comparativa entre o protótipo desenvolvido e motores empregados na empresa Innova, do ramo detransformados plásticos e polímeros estirênicos. O protótipo foi confeccionado utilizando base de madeira, pilha de 1,5 V, fio de cobre esmaltado, ímã permanente, chave liga/desliga e bobina composta por dez espiras com diâmetro aproximado de 25 mm. Durante os testes experimentais, empregou-se uma bússola para comprovar a formação do campo eletromagnético gerado pela circulação da corrente elétrica. Posteriormente, durante a visita técnica, foram observadas aplicações de motores elétricos em bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos, possibilitando relacionar os princípios físicos observados no protótipo com equipamentos utilizados em processos industriais. Os resultados evidenciaram que a construção prática do motor contribuiu significativamente para a compreensão dos fenômenos eletromagnéticos e da conversão de energia, aproximando os conhecimentos teóricos da realidade profissional do engenheiro mecânico.
Palavras-chave: Motor elétrico. Eletromagnetismo. Corrente contínua.
INTRODUÇÃO
Os motores elétricos são considerados um dos mais importantes equipamentos da engenharia moderna, estando presentes em praticamente todos os segmentos industriais devido à sua capacidade de converter energia elétrica em energia mecânica com elevado rendimento e confiabilidade. Segundo Chapman (2013), a utilização dessas máquinas elétricas impulsionou significativamente o desenvolvimento industrial, tornando possível a automação de processos e o aumento da produtividade em diferentes setores da economia.
O funcionamento de um motor elétrico está fundamentado nos princípios do eletromagnetismo, área da Física que estuda a interação entre cargas elétricas, correntes elétricas e campos magnéticos. Conforme Halliday, Resnick e Walker (2016), sempre que uma corrente elétrica percorre um condutor, forma-se ao seu redor um campo magnético capaz de interagir com outros campos magnéticos, originando forças responsáveis pela produção de movimento. Esse princípio constitui a base de funcionamento dos motores elétricos utilizados atualmente.
Na Engenharia Mecânica, compreender os fundamentos das máquinas elétricas é essencial para o correto dimensionamento, especificação, operação e manutenção de equipamentos empregados em processos industriais. Fitzgerald, Kingsley Jr. e Umans (2014) destacam que a escolha adequada do motor influencia diretamente fatores como eficiência energética, confiabilidade operacional, produtividade e custos de manutenção, tornando-se um aspecto estratégico para qualquer processo produtivo.
Diante desse contexto, este trabalho teve como objetivo confeccionar um protótipo de motor elétrico de corrente contínua utilizando materiais de baixo custo, analisar experimentalmente seu funcionamento e relacionar os conhecimentos obtidos em sala de aula com aplicações observadas durante visita técnica realizada na empresa Innova, fabricante de transformados plásticos e polímeros estirênicos. Além da construção do protótipo, buscou-se compreender a influência dos componentes utilizados, verificar a formação do campo eletromagnético por meio de uma bússola e comparar o funcionamento do motor didático com motores industriais empregados em bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos.
A realização desta atividade permitiu integrar conhecimentos teóricos e práticos, favorecendo uma aprendizagem mais significativa e proporcionando uma visão ampla sobre a importância dos motores elétricos na engenharia e na indústria moderna. Dessa forma, o trabalho contribui para consolidar conceitos fundamentais da disciplina e aproximar a formação acadêmica da realidade encontrada no ambiente profissional.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Os motores elétricos constituem um dos principais equipamentos utilizados para a conversão de energia elétrica em energia mecânica. Sua ampla aplicação na indústria está relacionada à elevada eficiência, confiabilidade e versatilidade, características que contribuem para o aumento da produtividade e para a redução dos custos operacionais. Conforme Chapman (2013), praticamente todos os processos industriais modernos dependem, em maior ou menor grau, da utilização de motores elétricos para o acionamento de máquinas e equipamentos.
O desenvolvimento dos motores elétricos está diretamente associado aos avanços dos estudos sobre eletromagnetismo ocorridos ao longo do século XIX. As pesquisas de cientistas como Hans Christian Ørsted, André-Marie Ampère e Michael Faraday demonstraram a estreita relação entre eletricidade e magnetismo, permitindo compreender que correntes elétricas são capazes de produzir campos magnéticos e que esses campos podem gerar movimento mecânico. Segundo Halliday, Resnick e Walker (2016), esses princípios representam a base física do funcionamento das máquinas elétricas utilizadas atualmente.
O princípio fundamental de funcionamento de um motor elétrico consiste na interação entre o campo magnético produzido pela corrente elétrica e o campo magnético externo. Quando um condutor percorrido por corrente elétrica é colocado sob a influência de um campo magnético, surge uma força eletromagnética capaz de provocar movimento. Essa força, conhecida como força de Lorentz, é responsável pela geração do torque que faz o rotor ou a bobina girar continuamente (HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2016).
Entre os diversos tipos existentes, os motores de corrente contínua (CC) destacam-se pela simplicidade construtiva e pela facilidade de controle da velocidade de rotação. Alimentados por fontes de tensão contínua, como pilhas e baterias, esses motores são frequentemente empregados em equipamentos eletrônicos, sistemas de automação, robótica e protótipos didáticos. Chapman (2013) destaca que os motores CC possuem grande importância no ensino da engenharia, pois permitem demonstrar, de forma prática, os princípios básicos do eletromagnetismo e da conversão de energia.
Em aplicações industriais, entretanto, predominam os motores de corrente alternada (CA), especialmente os motores de indução trifásicos. Fitzgerald, Kingsley Jr. e Umans (2014) afirmam que esse tipo de motor apresenta elevada robustez, excelente rendimento, baixo custo de manutenção e grande confiabilidade operacional, características que justificam sua ampla utilização em bombas centrífugas, ventiladores, compressores, esteiras transportadoras, agitadores e moinhos presentes nos mais variados segmentos industriais.
A bobina representa um dos principais componentes do motor elétrico. Constituída por espiras de fio de cobre esmaltado, sua função é produzir um campo magnético quando percorrida por corrente elétrica. O cobre é utilizado devido à sua elevada condutividade elétrica, enquanto o revestimento esmaltado impede o contato elétrico entre as espiras, evitando curtos-circuitos e garantindo maior eficiência ao circuito elétrico. Segundo Kosow (2005), a correta construção dos enrolamentos influencia diretamente o desempenho e a eficiência do motor.
Outro componente indispensável é o ímã permanente, responsável por fornecer o campo magnético externo necessário para a geração do torque. A interação entre o campo produzido pela bobina e o campo fornecido pelo ímã provoca forças de atração e repulsão que mantêm o movimento rotacional. Dessa forma, fatores como intensidade do campo magnético, posicionamento do ímã e alinhamento da bobina influenciam diretamente o funcionamento do motor (CHAPMAN, 2013).
A comprovação experimental do campo magnético pode ser realizada utilizando uma bússola posicionada próxima ao circuito elétrico. Quando a corrente percorre o condutor, o campo magnético gerado provoca o desvio da agulha da bússola, evidenciando a interação entre o campo magnético terrestre e o campo produzido pela corrente elétrica. Conforme Halliday, Resnick e Walker (2016), esse procedimento representa uma das formas mais simples e eficientes de demonstrar experimentalmente os princípios do eletromagnetismo.
Além da compreensão dos aspectos construtivos, é importante considerar a crescente preocupação daindústria com a eficiência energética. O uso de motores de alto rendimento, aliado à manutenção preventiva e ao emprego de inversores de frequência, contribui significativamente para a redução do consumo de energia elétrica e para o aumento da confiabilidade dos processos produtivos. Fitzgerald, Kingsley Jr. e Umans (2014) ressaltam que os motores elétricos respondem por parcela significativa do consumo energético industrial, tornando sua correta especificação um fator estratégico para a competitividade das empresas.
Dessa forma, observa-se que o estudo dos motores elétricos ultrapassa o conhecimento puramente teórico, constituindo uma competência essencial para o engenheiro mecânico. A construção de protótipos didáticos possibilita compreender fenômenos físicos de maneira prática, enquanto a observação de equipamentos industriais permite visualizar a aplicação desses mesmos princípios em sistemas reais de produção. Essa integração entre teoria e prática fortalece a formação profissional e amplia a capacidade de análise e solução de problemas relacionados às máquinas elétricas.
3 METODOLOGIA
A pesquisa caracteriza-se como aplicada, de natureza qualitativa e descritiva, pois buscou compreender o funcionamento de um motor elétrico por meio da construção de um protótipo didático e da observação de sua aplicação em ambiente industrial. Segundo Gil (2019), a pesquisa descritiva permite analisar fenômenos, registrar características e estabelecer relações entre teoria e prática, contribuindo para a construção do conhecimento científico.
Inicialmente, foi realizada uma pesquisa bibliográfica em livros da área de máquinas elétricas, eletromagnetismo e engenharia mecânica, além do material disponibilizado pela disciplina. Essa etapa teve como objetivo compreender os princípios físicos envolvidos no funcionamento dos motores elétricos, fornecendo embasamento teórico para o desenvolvimento da atividade prática.
Após o levantamento teórico, foi confeccionado um protótipo de motor elétrico de corrente contínua (CC), utilizando materiais de baixo custo e fácil obtenção. A estrutura foi montada sobre uma base de madeira, escolhida por proporcionar estabilidade mecânica e isolamento elétrico durante o experimento. O sistema foi alimentado por uma pilha de 1,5 V, conectada ao circuito por meio de uma chave liga/desliga, permitindo controlar o fornecimento de energia ao motor.
A parte ativa do protótipo foi constituída por uma bobina confeccionada manualmente com fio de cobre esmaltado, contendo aproximadamente dez espiras e diâmetro de 25 mm. O fio esmaltado foi escolhido devido à elevada condutividade elétrica do cobre e ao revestimento isolante, que impede o contato elétrico entre as espiras. O conjunto apresentou peso aproximado de 300 g, demonstrando que é possível construir um equipamento didático simples, funcional e de baixo custo.
Para gerar o campo magnético externo necessário ao funcionamento do motor, foi utilizado um ímã permanente posicionado abaixo da bobina. Durante a montagem, verificou-se que pequenos ajustes no alinhamento entre a bobina e o ímã influenciavam diretamente a estabilidade da rotação, evidenciando a importância da correta montagem dos componentes para o desempenho do sistema.
Como forma de validar experimentalmente os conceitos estudados sobre eletromagnetismo, foi utilizada uma bússola posicionada próxima ao circuito elétrico. Durante a energização da bobina, observou-se o desvio da agulha da bússola, confirmando a presença do campo magnético gerado pela circulação da corrente elétrica. Esse procedimento possibilitou visualizar um fenômeno normalmente estudado apenas de forma teórica, fortalecendo a compreensão dos princípios físicos envolvidos.
Complementando a atividade prática, foi realizada uma visita técnica à empresa Innova, fabricante de transformados plásticos e polímeros estirênicos. Durante a visita, foram observadas diversas aplicações de motores elétricos em equipamentos utilizados no processo produtivo, destacando-se bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos. Essa etapa permitiu estabelecer uma relação entre o motor didático confeccionado e os motores industriais empregados na produção, identificando diferenças construtivas, de potência e de aplicação, mas reconhecendo que ambos operam com base nos mesmos princípios eletromagnéticos.
Por fim, os dados obtidos durante a construção do protótipo, os testes experimentais e as observações realizadas na visita técnica foram analisados de forma qualitativa, permitindo relacionar os conhecimentos adquiridos na disciplina com situações reais encontradas no ambiente industrial.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A construção do protótipo permitiu verificar, de maneira prática, os princípios de funcionamento de um motor elétrico de corrente contínua. Após a montagem dos componentes e a realização dos ajustes necessários, o motor apresentou funcionamento satisfatório, evidenciando a conversão da energia elétrica fornecida pela pilha em energia mecânica por meio da rotação da bobina. Esse resultado confirmou os conceitos apresentados por Chapman (2013) e Halliday, Resnick e Walker (2016), que descrevem a interação entre corrente elétrica e campo magnético como o princípio básico de funcionamento das máquinas elétricas.
Durante os testes, observou-se que o correto posicionamento da bobina em relação ao ímã permanente foi determinante para a estabilidade da rotação. Pequenos desalinhamentos reduziam significativamente o torque produzido, tornando o funcionamento irregular. Essa observação demonstrou, na prática, a importância do projeto construtivo e da precisão no posicionamento dos componentes, fatores que também são considerados no desenvolvimento de motores industriais.
A utilização da bússola representou um dos aspectos mais relevantes do experimento, pois possibilitou comprovar visualmente a existência do campo eletromagnético produzido pela corrente elétrica. O desvio da agulha durante a energização do circuito confirmou experimentalmente os princípios estudados na fundamentação teórica, tornando o aprendizado mais concreto e facilitando a compreensão do fenômeno eletromagnético.
Outro aspecto importante foi a comparação entre o protótipo confeccionado e os motores observados durante a visita técnica à empresa Innova. Embora o motor desenvolvido possua finalidade didática e opere com baixa tensão e potência, verificou-se que os princípios físicos envolvidos são os mesmos utilizados em motores industriais de grande porte. Na empresa, os motores elétricos eram empregados no acionamento de bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos, equipamentos fundamentais para o processamento de transformados plásticos e polímeros estirênicos.
A visita técnica também evidenciou a importância da correta especificação dos motores elétricos para cada aplicação industrial. Aspectos como potência, rendimento, confiabilidade, regime de operação e facilidade de manutenção são determinantes para garantir a continuidade do processo produtivo e reduzir custos operacionais. Dessa forma, foi possível compreender que a seleção adequada do motor influencia diretamente a eficiência energética e a produtividade da indústria.
De modo geral, os resultados obtidos demonstraram que a atividade atingiu plenamente seus objetivos. A integração entre pesquisa bibliográfica, construção do protótipo e observação em ambiente industrial proporcionou uma aprendizagem significativa, permitindo compreender que os conceitos estudados em sala de aula constituem a base tecnológica dos sistemas utilizados diariamente pela indústria moderna. Essa experiência contribuiu para desenvolver uma visão mais crítica sobre a aplicação dos motores elétricos na Engenharia Mecânica e reforçou a importância da união entre teoria e prática na formação profissional.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento deste trabalho possibilitou compreender, de forma integrada, os fundamentos teóricos e práticos relacionados ao funcionamento dos motores elétricos decorrente contínua. A construção do protótipo demonstrou que conceitos frequentemente apresentados apenas de forma teórica, como eletromagnetismo, indução magnética, torque e conversão de energia, podem ser observados e compreendidos de maneira concreta por meio da experimentação. Essa experiência tornou o processo de aprendizagem mais significativo e reforçou a importância das atividades práticas na formação do engenheiro mecânico.
A montagem do motor permitiu identificar a influência de cada componente no desempenho do sistema. A utilização da base de madeira proporcionou estabilidade ao conjunto, enquanto a bobina confeccionada com fio de cobre esmaltado, composta por dez espiras e alimentada por uma pilha de 1,5 V, mostrou-se suficiente para demonstrar o princípio de funcionamento de um motor de corrente contínua. Da mesma forma, o ímã permanente foi indispensável para a geração do campo magnético externo, enquanto a bússola possibilitou comprovar experimentalmente a existência do campo eletromagnético produzido pela circulação da corrente elétrica.
Outro aspecto relevante foi a visita técnica realizada na empresa Innova, que permitiu observar a aplicação prática dos motores elétricos em equipamentos utilizados diariamente na indústria de transformados plásticos e polímeros estirênicos. A presença de motores acionando bombas centrífugas, agitadores, ventiladores industriais e moinhos demonstrou que os mesmos princípios físicos verificados no protótipo confeccionado são empregados em equipamentos industriais de maior porte e elevada potência. Essa comparação aproximou os conhecimentos adquiridos em sala de aula da realidade encontrada no ambiente profissional, evidenciando a importância da correta especificação, operação e manutenção dos motores elétricos para garantir eficiência, segurança e produtividade.
Além dos conhecimentos técnicos, este trabalho contribuiu para o desenvolvimento de competências importantes para a formação profissional, como planejamento, organização, observação, análise crítica e resolução de problemas. Durante a construção do protótipo foi necessário realizar ajustes no posicionamento dos componentes para obter o funcionamento adequado, evidenciando que, na engenharia, pequenos detalhes construtivos podem influenciar significativamente o desempenho de um equipamento.
Conclui-se que os objetivos propostos foram plenamente alcançados, pois foi possível compreender o funcionamento de um motor elétrico de corrente contínua, validar experimentalmente os conceitos de eletromagnetismo e relacionar esses conhecimentos às aplicações observadas na indústria. A experiência obtida ao longo deste trabalho reforçou a importância da integração entre teoria e prática na formação acadêmica, contribuindo para ampliar a visão técnica e preparar o futuro engenheiro mecânico para os desafios encontrados no ambiente industrial.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: Informação e documentação – Referências – Elaboração. Rio de Janeiro: ABNT, 2018.
CHAPMAN, Stephen J. Fundamentos de Máquinas Elétricas. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013.
FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY JR., Charles; UMANS, Stephen D. Máquinas Elétricas. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2014.
GIL, Antonio Carlos. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. 7. ed. São Paulo: Atlas, 2019.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. v. 3. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
KOSOW, Irving L. Máquinas Elétricas e Transformadores. 15. ed. São Paulo: Globo, 2005.
UNIASSELVI. Livro Didático da Disciplina de Motores Elétricos. Indaial: UNIASSELVI, 2025.