Motores elétricos

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SETE LAGOAS – UNIFEMM 
Unidade Acadêmica de Ensino de Ciências Gerenciais – UEGE 
Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
RAFAEL CLERISSON DE ALMEIDA QUITES 
CRISTIANO CARVALHO DINIZ 
MATEUS CASSOL 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOTORES ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SETE LAGOAS 
2015
 
RAFAEL CLERISSON DE ALMEIDA QUITES 
CRISTIANO CARVALHO DINIZ 
MATEUS CASSOL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOTORES ELÉTRICOS 
Relatório apresentado ao curso de 
Engenharia Elétrica, da Unidade 
Acadêmica de Ensino de Ciências 
Gerenciais, do Centro Universitário de Sete 
Lagoas, como requisito parcial de avaliação 
da disciplina eletromagnetismo. 
 
FINALIDADE: Verificação do princípio de 
funcionamento e a demonstração de 
construção de um motor elétrico 
 
 
 
 
 
 
SETE LAGOAS 
2015 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE SETE LAGOAS – UNIFEMM 
Unidade Acadêmica de Ensino de Ciências Gerenciais – UEGE 
Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
RAFAEL CLERISSON DE ALMEIDA QUITES 
CRISTIANO CARVALHO DINIZ 
MATEUS CASSOL 
 
 
 
 
 
 
MOTORES ELÉTRICOS 
Relatório apresentado ao curso de 
Engenharia Elétrica, da Unidade 
Acadêmica de Ensino de Ciências 
Gerenciais, do Centro Universitário de Sete 
Lagoas, como requisito parcial de avaliação 
da disciplina eletromagnetismo. 
 
 
 
 
 
Sete lagoas, 09 de novembro de 2015. 
Aprovado com a nota ___________. 
 
_________________________________ 
AVALIADOR: Professor Mozart Costa 
 
MOTORES ELÉTRICOS 
 
Rafael Clerisson de Almeida Quites* 
Cristiano Carvalho Diniz* 
Mateus Cassol* 
 
RESUMO 
 
Feito um estudo das principais características dos motores elétrico de corrente 
contínua, seu funcionamento e os principais tipos. Feito também uma pequena introdução ao 
motor de corrente alternada. Após os estudos e pesquisas complementares, foi montado um 
pequeno protótipo de motor de corrente contínua e verificado seu funcionamento. 
 
Palavras-chave: motores, tipos, esquemas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Graduando do curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário de Sete Lagoas – UNIFEMM. 
rquites@yahoo.com.br 
cristiano.c.diniz@hotmail.com 
mateus.cassol@tronctel.com.br 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 – Roda de Barlow......................................................................................... 8 
Figura 2 – Primeiro dínamo elétrico, de Siemens....................................................... 9 
Figura 3 – Dínamo de Gramme.................................................................................. 10 
Figura 4 – Representação da parte inferior do dínamo de Gramme........................... 10 
Figura 5 – Aumento do número de polos de um dínamo........................................... 10 
Figura 6 – Motor trifásico de 1889 de Dolivo-Dobrowolsky..................................... 11 
Figura 7 – Principio de funcionamento do motor CC................................................. 13 
Figura 8 – Detalhes internos de um motor CC........................................................... 14 
Figura 9 – Funcionamento motor CC......................................................................... 15 
Figura 10 – Motor de imã permanente....................................................................... 16 
Figura 11 – Motor série.............................................................................................. 17 
Figura 12 – Rotor com bobinas de campo em paralelo.............................................. 18 
Figura 13 – Rotor e sua bobina de campo.................................................................. 18 
Figura 14 – Rotor com bobinas de campo em série e paralelo................................... 19 
Figura 15 – Esquema motor universal........................................................................ 20 
Figura 16 – Princípio do campo magnético girante.................................................... 21 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURA S E SIGLAS 
 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 
 
CC – Corrente Contínua 
 
CA – Corrente Alternada 
 
DDP – Diferença de Potencial 
 
DIN – Instituto Alemão para normatização 
 
F.E.M. – Força Eletromotriz 
 
IEC – Comissão Eletrotécnica Internacional 
 
NBR – Norma Brasileira aprovada pela ABNT 
 
NEMA – Associação de fabricantes do setor elétrico nacional (EUA) 
 
RPM – Rotações por minuto 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 7 
2 BREVE HISTÓRICO ....................................................................................................... 8 
2.1 A Evolução .................................................................................................................... 12 
2.2 Aplicações ..................................................................................................................... 12 
3 MOTORES ELÉTRICOS .............................................................................................. 13 
3.1 Motores de Corrente Contínua .................................................................................... 14 
3.1.1 Principais tipos de motores de corrente contínua .................................................... 17 
3.1.1.1 Motor de imã permanente ......................................................................................... 17 
3.1.1.2 Motor de campo série ............................................................................................... 18 
3.1.1.3 Motor de campo paralelo ......................................................................................... 18 
3.1.1.4 Motor de excitação independente ............................................................................. 19 
3.1.1.5 Motor composto ....................................................................................................... 18 
3.1.1.6 Motor universal ........................................................................................................ 18 
3.2 Motores de Corrente Alternada................................................................................... 19 
3.2.1 Motores trifásicos ...................................................................................................... 22 
4 DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE ..................................................................................... 23 
4.1 O material utilizado ............................................................................................... 23 
4.2 O Procedimento ...................................................................................................... 24 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................... 24 
REFERÊNCIAS ................................................................................................................. 25 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 O motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em 
energia mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da 
utilização de energia elétrica – baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de 
comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às 
cargas dos mais diversos tipos e o melhor rendimento. 
 O motor elétrico evoluiu ao longo do tempo para atender a diferentes aplicações. 
Essa evolução teve como consequência o motorde corrente contínua e do motor de corrente 
alternada que, por sua vez, pode ser síncrono ou assíncrono, monofásico ou trifásico. 
 
 
 
2 BREVE HISTÓRICO 
 
Os dispositivos que convertem energia elétrica em energia mecânica de rotação são 
conhecidos como motores elétricos. 
O começo da história dos motores elétricos pode ser creditado ao filósofo grego 
Tales de Mileto que, em 41 a.C., ao esfregar âmbar a um pano, teria percebido que o âmbar 
adquiria uma força de atração com corpos leves, como seus fios de cabelo. Em 1600, William 
Gilberto descobriu que além do âmbar, muitos outros materiais poderiam atrair se fossem 
friccionados. 
Com as descobertas das relações entre eletricidade, magnetismo e movimento, foi 
possível desenvolver motores elétricos de corrente contínua e alternada, monofásico e 
trifásico. 
Em 1828, Peter Barlow desenvolveu s roda de Barlow. Trata-se de uma roda 
metálica com dentes imersos em um recipiente cheio de mercúrio. A roda fica suspensa por 
um eixo horizontal sob a ação de um campo magnético uniforme, originário de um imã em 
forma de ferradura. Ao se aplicar uma diferença de potencial (DDP) fornecida por uma 
bateria, uma corrente se estabelece, percorrendo a roda e o mercúrio. Nessas condições, surge 
uma força magnética com direção e sentido, resultante da interação entre os campos 
magnéticos do imã permanente e da corrente elétrica, que faz a roda girar. 
 
Figura 1 - Roda de Barlow 
 
Gozzi & Parede, 2011. p. 264 
 
 
Em 1866 Werner Von Siemens já tendo criado um gerador de tensão elétrica 
baseado no princípio de indução eletromagnética desenvolvida por Faraday, construiu um 
dínamo e provou que a tensão necessária para o magnetismo podia ser extraída do próprio 
enrolamento de um rotor. Ou seja, a máquina podia gerar sua própria energia e não ficar 
dependente dos imãs. Assim Siemens mostrou à população alemã sua mais nova criação: o 
gerador de corrente contínua auto induzida, que também funcionava como motor quando 
alimentado por energia elétrica. E essa invenção de Siemens é considerada o primeiro motor 
elétrico produzido pelo homem. 
 
Figura 2 - Primeiro dínamo elétrico, de Siemens 
 
Moreira, 2008. p.13 
 
 Em 1871 foi desenvolvido o dínamo de Gramme. Formado na parte superior por 
um imã permanente em forma de anel. Na parte inferior há um imã, e entre os polos do imã, 
um disco preso a uma manivela. Próximo a essa manivela, encontram-se bobinas constituídas 
de fios de cobre com espiras em volta de um núcleo de ferro de formato circular. 
 
 Figura 3 - Dínamo de Gramme. 
 
 Gozzi & Parede, 2011. p. 265 
 
 Ao girar a manivela, as espiras de cobre atravessam o campo magnético uniforme, 
gerando, então, corrente elétrica. Sabe-se que pelo principio da indução eletromagnética, essa 
corrente será alternada, mas, com o uso do comutador, a corrente obtida era contínua. 
 No entanto, com apenas uma bobina, a corrente contínua gerada apresenta 
pulsação muito elevada. Para solucionar o problema, Gramme utilizou 16 bobinas, 
combinadas em oito pares, resultando em uma tensão e corrente contínuas quase constantes. 
Figura 5 - Aumento do número de polos de um dínamo 
 
Gozzi & Parede, 2011. p. 266 
Figura 4 - Representação da parte inferior do 
dínamo de Gramme. 
Gozzi & Parede, 2011. p. 265 
 
2.1 A Evolução 
 
 Em 1879 uma empresa criada por Siemens apresentou uma locomotiva movida 
por um motor elétrico de dois quilowatts. O motor, apesar de mais barato que no início, 
continuava com o custo muito elevado para ser produzido em escala industrial, além e 
apresenta problemas de ordem técnica. 
 Em 1890 o cientista russo Michael Von Dolivo-Dobrowolsky desenvolve um 
motor trifásico de corrente alternada com potência contínua de 80 watts e rendimento de 
aproximadamente 80%. O equipamento mostrou-se ideal para os planos da indústria crescente, 
por apresentar alto rendimento, ótima partida, relativo silêncio durante o funcionamento e 
baixa complexidade, alta resistência e nenhuma interferência de correntes parasitas, tornando-
o mais seguro para a operação. 
 
 Figura 6 - Motor trifásico de 1889 de Dolivo-Dobrowolsky 
 
Moreira, 2008. p.14 
 
Começaram a aparecer às primeiras indústrias de motores que logo se tornaram 
muitas, os equipamentos s padronizaram e aos poucos diminuíram de tamanho. 
 
2.2 Aplicações 
 
 O invento começou a ser empregado nas indústrias que se proliferavam nos países 
mais ricos do mundo. Não demorou muito tempo, no entanto, para se perceber que, se os 
motores elétricos eram úteis para os países mais desenvolvidos, certamente deveriam ser mais 
 
úteis ainda para nações mais pobres, em que o desenvolvimento industrial era ainda mais 
incipiente. Assim, começou a surgir indústrias especializadas na fabricação de motores 
elétricos. 
 O equipamento consolidou-se e mesmo com o advento da era digital no século 
XX, permaneceu firme. A máquina que teve seu tamanho diminuído e tornou-se silenciosa 
com o passar dos anos pode ser encontrada em todos os lugares em que um ser humano esteja 
realizando uma atividade. 
 
3 MOTORES ELÉTRICOS 
 
 A base de funcionamento dos motores elétricos é o princípio da força magnética: 
um circuito indutor, chamado estator, produz um campo magnético fixo para que o circuito 
induzido, denominado rotor, entre em movimento ao ser percorrido por corrente elétrica. 
 O motor elétrico é uma máquina com alta eficiência ao converter a energia elétrica 
em energia mecânica. Com a evolução surgiram os motores de corrente contínua (CC) e os 
motores de corrente alternada (CA), que podem ser síncrono ou assíncrono, monofásico ou 
trifásico. 
 A ABNT estabelece as seguintes normas básicas para os fabricantes de motores: 
 NBR 5383: Prescreve como determinar as características das máquinas de indução; 
 NBR 5432: Define a padronização para os motores de indução; 
 NBR 7094: Fixa as especificações dos motores de indução 
De acordo com a NBR 5410, os motores de aplicação normal acionam cargas 
industriais de até 200 cv. No setor residencial ou comercial, a aplicação normal pode 
considerar motores de até 2 cv. 
Além das normas brasileiras, as normas de instituições como DIN, NEMA e IEC 
também podem ser aplicadas, dependendo da finalidade de uso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.1 Motores de Corrente Contínua 
 
Quadro 1 - Classificação de motores CC 
 
 
O motor de corrente contínua funciona segundo o princípio de força magnética: 
quando dois campos magnéticos interagem, manifesta-se uma força de natureza magnética. 
 
Figura 7 - Princípio de funcionamento do motor CC 
 
Gozzi & Parede, 2011. p. 267 
 
 Ao fornecer corrente elétrica à espira – que representa o rotor – seu campo 
magnético interage com o campo magnético do imã permanente – que representa o estator -, 
estabelecendo um binário de forças que põe a espira em movimento. 
 
 
 
Figura 8 - Detalhes internos de um motor CC 
 
Gozzi & Parede, 2011. p. 268 
 
No motor CC, o condutor é cada fio que compõe a armadura. Todos os fios estarão 
alimentados por uma corrente contínua e imersos num campo magnético. O campo magnético 
pode ser produzido pelas bobinas de campo. 
Cada condutor que constitui a armadura sofre uma força de intensidade: 
 
Sob a ação de cada uma dessas forças, a espira tende a se movimentar. Pode-se 
observar que as forças que surgem em toda a sua extensão útil produzem um conjugado ou 
torque, que é a medida do esforço necessário para se girar um eixo. Frequentemente é 
confundido com “força”, que é um dos componentes dotorque. Torque é o produto da 
distância e da força, também conhecido como conjugado, momento, par e binário, e é 
proporcional à intensidade do campo magnético e ao valor da corrente elétrica no rotor. 
O anel comutador desempenha papel muito importante no funcionamento do 
motor. Ele faz com que a corrente, na armadura, seja invertida no momento em que cessa a 
força magnética que o fez deslocar. Isto é, quando um condutor percorrido por uma corrente 
 
elétrica estiver dentro de um campo magnético ele irá se deslocar. O deslocamento do 
condutor, aquele sentido, será de 180º, conforme a figura a seguir. Após 180º a corrente será 
invertida neste condutor, o que fará com que ele se desloque novamente em sentido oposto, e 
a partir daí há uma sequência de deslocamentos estabelecendo a rotação de motor. 
 
Figura 9 - Funcionamento motor CC 
 
Andrade, 2004. p. 61 
 
A interação entre o fluxo magnético do campo principal e o fluxo magnético 
criado pela corrente, na armadura, faz surgir um conjunto de forças nos condutores do motor, 
originando o torque ou conjugado motor, que faz o motor girar. 
O torque desenvolvido nos condutores faz com que o rotor se movimente dentro 
do campo magnético, resultando uma variação de fluxo concatenado em volta destes 
condutores, induzindo assim uma força eletromotriz (f.e.m.) nos condutores do motor. 
O motor CC é indicado para casos em que é necessário partir com toda a carga. 
Por isso, ele é usado em guindastes, elevadores e locomotivas, por exemplo. Formado 
basicamente por: armadura (rotor), indutor (bobinas), carcaça e conjunto de escovas. 
 
 
 
3.1.1 Principais tipos de motores de corrente contínua 
 
3.1.1.1 Motor de imã permanente 
 
 Possuem um imã fixo no estator e um rotor bobinado alimentado em corrente 
contínua por intermédio de um conjunto escova-comutador. 
 
Figura 10 - Motor de imã permanente 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 23 
 
 Tem com vantagem a facilidade de variação de velocidade e que podem tornar-se 
geradores de CC com DDP diretamente proporcional à velocidade. 
 Como desvantagem, têm geralmente uma baixa vida útil devido ao atrito e 
faiscamento no conjunto escova-comutador. 
 
 
 
3.1.1.2 Motor de campo série 
 
 As bobinas são constituídas por espiras ligadas em série com o rotor (induzido). 
Essas espiras são de condutor mais grosso, para suportar a corrente circulante. 
 
Figura 11 - Motor série 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 24 
 
Possuem arranque vigoroso, onde o valor da corrente é alto e por consequência o 
fluxo magnético também. Indicado onde é necessário partir com toda a carga. Como tendem a 
disparar, não é recomendável que esses motores funcionem a vazio. 
 
3.1.1.3 Motor de campo paralelo 
 
 As bobinas de campo são ligadas em paralelo com o induzido. Elas são formadas 
por várias espiras de condutor mais fino do que o motor campo série. A bitola do condutor 
varia de acordo com a potência do motor. 
 
 
Figura 12 - Rotor com bobina de campo em paralelo 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 25 
 
No momento da partida a corrente deve ser limitada pela tensão da fonte que o 
controla. Por isso, recomenda-se que o funcionamento seja iniciado sem estar a plena carga. 
 
3.1.1.4 Motor de excitação independente 
 
 As bobinas de campo são ligadas independentes do induzido. De total controle de 
velocidade e torque constante para qualquer valor de carga. Isto é melhor obtido com o 
controle tanto de tensão e da corrente do campo quanta da corrente de armadura. 
 
Figura 13 - Rotor e sua bobina de campo 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 26 
 
 
 
 
3.1.1.5 Motor composto 
 
 As bobinas de campo são constituídas por dois enrolamentos montados nos 
mesmos pólos onde são fixadas as bobinas. 
 
Figura 14 - Rotor com bobinas de campo em série e em paralelo 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 27 
 
 
 Apresenta características comuns ao motor em série e ao motor em paralelo, ou 
seja, seu arranque é vigoroso e sua velocidade estável em qualquer variação de carga. Pode 
também partir com carga. O motor CC é também utilizado principalmente devido à precisão 
no controle de velocidade. Mas de custo elevado, seu uso é restrito a casos especiais em que as 
exigências de aplicação compensam o alto custo de instalação. 
 
3.1.1.6 Motor universal 
 
Motor elétrico de pequenas dimensões, projetado para ser utilizado em aparelhos 
portáteis ou de uso doméstico. Tem seu esquema elétrico adaptado para funcionar com 
qualquer tipo de tensão disponível. 
Um motor em série de pequena potência, com algumas modificações no seu 
circuito interno, ou seja, um motor cujos enrolamentos de campo e de armadura estão 
 
conectados em série, funcionará bem tanto em CC quanto em CA. Observe o esquema da 
figura 14. 
Figura 15 - Esquema motor universal 
 
Motor Elétrico, 2009. p. 33 
 
3.2 Motores de Corrente Alternada 
 
 
Quadro 2 - Classificação de motores CA 
 
 
 
3.2.1 Motores trifásicos 
 
 Com a descoberta do campo magnético girante, foi possível desenvolver máquinas 
elétricas cujo sistema de alimentação era composto por três fases de mesma intensidade e 
defasada 120º, mais conhecido como sistema trifásico. 
 A figura 15 apresenta detalhes do posicionamento dos enrolamentos e a defasagem 
de 120º entre as correntes que circulam em suas bobinas em um campo magnético girante. 
Figura 16 - Princípio do campo magnético girante 
 
Gozzi & Parede, 2011. p. 278 
 
 Como se observa nas figuras 15a e 15b, as correntes que serão fornecidas ao motor 
trifásico são equilibradas (mesma intensidade) e simétricas (defasadas de 120º). A figura 15c 
mostra os enrolamentos do motor trifásico espaçados fisicamente de 120º. Cada um desses 
enrolamentos receberá uma corrente elétrica do sistema trifásico. O detalhe é que, como as 
 
correntes estão defasadas de 120º e os enrolamentos também, em cada um dos enrolamentos 
surgirá um campo magnético variável e, se os analisarmos a cada fração de segundo, ou seja, a 
cada 60º, veremos que sempre dois enrolamentos estarão com campo magnético, e o terceiro 
não. Nessas condições, olhando com atenção o sentido do fluxo magnético em cada instante, 
perceberemos que a variação do campo magnético nas bobinas resulta em um grande campo 
magnético que “gira” a certa velocidade, denominada síncrona. Assim, quando se inverte o 
sentido da corrente em dois dos enrolamentos, o campo magnético vai “girar” para o outro 
lado. 
 
4 DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE 
 
4.1 O material utilizado 
 
 1 Pilha de 12V; 
 2 imãs permanentes, de formato em U; 
 2 suportes em L para os imãs; 
 1 base de madeira; 
 1 metro de fio de cobre esmaltado; 
 50 cm de fio; 
 2 suportes em L para os rotores; 
 1 cilindro composto por duas camadas de metais e um isolamento no 
centro; 
 1 cilindro feito de material de baixa densidade; 
 Alicate. 
 
 
 
4.2 O Procedimento 
 
 
 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ANDRADE, Eugênio Sérgio de Macedo. Máquinas Elétricas. Itabira; Centro de Formação 
Profissional Pedro Martins Guerra, 2004. 
 
BASOTI, Márcio Rogério. Eletricidade: instalações industriais. Sapucaia do Sul; Centro de 
Educação Profissional SENAI de Eletromecânica, 2001. 124 p. 
 
FRANÇA Maria Luiza Campolina; FREITAS Ziléia Barbosa de. Guia para apresentação de 
trabalhos técnico-científicos do Unifemm. 4. ed. Sete Lagoas: [s.n.], 2015. 
 
GOZZI, Giussepe Giovanni Massimo; PAREDE, Tera Miho Shiozaki. Eletrônica: Máquinas e 
instalaçõeselétricas. Coautor Edson Horta. São Paulo; Fundação Padre Anchieta, 2011 
(Coleção Técnica Interativa, Série Eletrônica, v. 3). 
 
MOREIRA, Bruno. Coleção Elétrica: As histórias e personagens do mundo das instalações 
elétricas. São Paulo: Atitude, [2008], 4 v. 
 
MOTOR elétrico: Guia básico / Eletrobrás [et al.]. Brasília: IEL/NC, 2009. 190 p. : il 
 
HAYT, William H., BUCK, John A. Eletromagnetismo. Tradução Antônio Romeiro Sapienza. 
6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.