Motores elétricos

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Motores elétricos
 Um motor elétrico é uma máquina capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica, utilizando normalmente o princípio da reação entre dois campos magnéticos.
Motores de corrente contínua
Um motor de corrente contínua ou simplesmente contínua do motor ou motor de corrente contínua é uma máquina eléctrica rotativa que transforma a energia elétrica como corrente de energia mecânica através de interações eletromagnéticas. 
Praticamente todos os motores elétricos são reversíveis, ou seja, pode transformar energia mecânica em energia elétrica para funcionar como dínamos. motores de corrente contínua baseiam o seu funcionamento, sobre a lei de Lorentz, também chamada lei de Laplace, quando ela é aplicada a um condutor, tal como motores.
Motores DC elétrico são particularmente adequados para certas aplicações. Todos os dias há mais empregados na indústria.
Este tipo de motores de oferecer uma ampla gama de velocidade, eles são muito fáceis de controlar e oferecem grande flexibilidade das curvas de torque-velocidade. Também tem um elevado desempenho para uma vasta gama de velocidades. Motores de corrente contínua tem uma elevada capacidade de sobrecarga. Esta capacidade torna-los mais adequados do que os motores de corrente alternada para muitas aplicações.
Estas máquinas são adequados para arrastar exigindo uma vasta gama de regimes de velocidade com motores de precisão. Esta característica tem levado recentemente, esses motores têm mais presença em vários processos industriais.
Os motores de corrente contínua são usados em toca-discos, leitores de de corrente contínua players e unidades de armazenamento magnético. Este tipo de mecanismos utilizados motores de íman fixo e sem escovas. Estes motores fornecem um controle de velocidade eficaz e alto torque de partida.
Na área de brinquedos, muitas vezes também ser seleccionado motores eléctricos de corrente contínua. 
Outra vantagem significativa é a facilidade de rotação inversa de grandes motores com cargas elevadas, sendo capaz de actuar de forma reversível, o retorno de energia para a linha durante os tempos de travagem e de redução de velocidade.
Na aparência física são frequentemente muito pequena, com pouca poluição no meio ambiente.
Pricípio de funcionamento
Um motor CC é composto por um eixo acoplado ao rotor que é a parte girante do motor. O estator é composto por um ímã e o comutador tem a função de transferir a energia da fonte de alimentação ao rotor.
Figura 1 –Motor CC
Uma descrição mínima das partes envolvidas completa de forma sucinta a apresentação do motor: 
1)Estator: este é o nome dado à parte fixa do motor, que pode conter um ou mais enrolamentos de polo, todos prontos para receber corrente contínua e produzir o campo magnético fixo. O enrolamento pode ser chamado de enrolamento de campo. 
2)Armadura: é um rotor bobinado cujas bobinas também recebem corrente contínua e produzem campo magnético.
3)Comutador: garante que o sentido da corrente que circula nas bobinas da armadura seja sempre o mesmo, garantindo a repulsão contínua entre os campos do estator e do rotor, o que mantém o motor girando no mesmo sentido. 
4)Escovas: geralmente feitas de liga de carbono, estão em constante atrito com o comutador, sendo responsável pelo contato elétrico da parte fixa do motor com a parte girante. Pode-se deduzir que as escovas sofrem desgaste natural com o tempo, necessitando de inspeções regulares e trocas periódicas.
Figura 2 – Princípio de funcionamento do Motor CC
O princípio básico de funcionamento do motor CC é o seguinte: “Sempre que um condutor conduzindo uma corrente elétrica (em vermelho) é colocado em um campo magnético (em azul), este condutor experimenta uma força mecânica (em verde)” gerando o torque e o giro do eixo do motor.
A Corrente
Figura 3 – A corrente no Motor CC
Ao alimentar o comutador com tensão CC, é gerada uma corrente contínua que é transferida para a bobina através do contato das escovas do comutador com esta bobina. Assim, a função do comutador é ser o elo entre a fonte de alimentação e o rotor do motor CC e ele é composto por escovas condutoras que fazem o contato com o eixo girante do motor CC. Aqui, chamamos a corrente que circula pela bobina de I.
O Campo Magnético
Figura 4 – O campo magnético no Motor CC
O campo magnético é gerado entre os pólos norte e sul do ímã e possui um sentido partindo do norte para o sul. O torque que vai impulsionar a bobina e por sua vez o rotor, como podemos observar na Figura 5 será proporcional ao campo magnético entre os ímãs. A densidade de fluxo magnético é chamada aqui de B.
A Força e o Torque
Figura 5 – A força e o torque no Motor CC
A direção da força mecânica é dada pela regra da mão esquerda de Fleming e sua magnitude é dada por:
Figura 6 – Regra da mão esquerda.
F = ILB, onde:
B = densidade de fluxo magnético,
I = corrente da bobina,
L = comprimento do condutor no campo magnético
Perdas e eficiência de uma máquina CC
As perdas nos geradores e motores consistem nas perdas no cobre dos circuitos elétricos (enrolamento da armadura e enrolamento de campo), nas perdas no ferro dos circuitos magnéticos (núcleo do rotor e estator) e nas perdas mecânicas produzidas pela rotação da máquina. As perdas incluem: 
1. Perdas elétricas (ou no cobre). 
(a) Perdas no enrolamento da armadura Ra.Ia 2 . 
(b) Perdas nos enrolamentos de campo.
 i) Rf.If 2 no campo em derivação.
 ii) Rs.Is 
2 no campo em série. 
2. Perdas rotacionais. 
2.1. Perdas mecânicas. 
(a) Perdas por atrito.
 i) Atrito nos rolamentos (mancais). 
ii) Atrito nas escovas.
 iii) Atrito com o ar (ventilação). 
2.2. Perdas no núcleo (ou no ferro). 
(a) Perdas por correntes parasitas. 
(b) Perdas por histerese. 
As perdas no cobre estão presentes, porque é consumida uma certa potência quando se faz passar uma corrente através de uma resistência. À medida que a armadura gira no campo magnético, a fem induzida nas partes de ferro permite a passagem de correntes parasitas ou de Foucault, que aquecem o ferro representando assim um desperdício de energia. As perdas por histerese ocorrem quando um material magnético é magnetizado inicialmente num sentido e em seguida no sentido oposto. Outras perdas rotacionais são produzidas pelo atrito dos rolamentos nos mancais, pelo atrito das escovas apoiadas sobre o comutador e pelo atrito com o ar (sistema de ventilação). 
A eficiência (ou rendimento) é a razão entre a potência útil na saída e a potência total na entrada. 
A eficiência (ou rendimento) é geralmente expressa na forma de porcentagem.
Equação do torque no motor CC
O torqueT produzido por um motor é proporcional à intensidade do campo magnético e à correbte que circula pelos condutores da armadura.
Onde:
 = constante que depende das dimensôes físicas da máquina.
 = número total de linhas de fluxo que entra na armadura por um pólo N, Wb.
 = corrente da armadura, A.
T = torque, N.m.