Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Nome dos acadêmicos 2 Nome do Professor tutor externo Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI – Engenharia Mecânica (ENG100) – Prática do Módulo I - 10/11/20 Lucas da Silveira Santos¹ Valter Christmann¹ Marcelo Souza² RESUMO Palavras-chave: 1. INTRODUÇÃO 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Apresentamos com embasamento técnico, teórico e ilustrativo sobre a construção de um motor elétrico, o qual será alimentado por uma pilha, sendo demonstrado seu funcionamento, sentido de rotação, campo magnético, dimensionamento e aplicação, conforme o embasamento teórico de Faraday. A partir da descoberta realizada pelo dinamarquês Hans Christian Oesterd em 1820 de que magnetismo e eletricidade eram fenômenos diferentes, mais tarde, Michael Faraday em 1831, na Inglaterra fez um experimento o qual consiste a de um núcleo de ferro e duas bobinas sobrepostas, onde pôde demonstrar que a variação do fluxo magnético também gerava corrente elétrica na bobina (dois) quando ligava a bobina (um) em uma fonte. SILVA, João Freitas. Eletromagnetismo. Oesterd, Faraday e o motor elétrico -3. UOL Educação. 2013 Lei de Faraday, sabemos que a corrente elétrica induzida num circuito gera um campo magnético que induz a corrente elétrica, sabemos também que o sentido da corrente elétrica induzida é tal que o campo magnético por ela produzido se opõem a mudança de fluxo que a originou, de acordo com a lei de Lenz, a corrente elétrica induzida em uma espira deve contrair essa aproximação. Portanto, a espira deve exercer sobre o imã uma força F que se opõem ao movimento do imã, essa força é conhecida como força eletromotriz. O físico Faraday mostrou como calcular essa força, suponhamos que ϕ1 e ϕ2 sejam os fluxos do campo magnético através de uma espira, nos instantes t1 e t2 temos: ϵ= -∆ϕ /∆t onde ∆ϕ=ϕ2 – ϕ1 e ∆t=t2 – t1. Quando a força motriz é variável, pode-se definir seu valor instantâneo ϵi= Lim∆t→0 (∆ϕ/∆t), porem quando ϵi for constante temos ϵi = ϵm = - ∆ϕ/∆t. O sinal negativo serve apenas para indicar que a força eletromotriz induzida se opõe à variação de fluxo magnético, de acordo com a lei de Lenz Proposta de ensino na área de eletromagnetismo (motor de corrente continua - cc) com foco nas atividades práticas segundo o conceito da lei de Faraday, onde será apresentada a construção de um motor de corrente contínua a pilha, que ilustraremos e apresentaremos todo o desenvolvimento teórico e prático sobre sua construção, com o propósito de compreender o funcionamento dessa máquina que é de extrema importância na atualidade em vários ramos da indústria. motor elétrico; lei de Faraday; magnetismo. MOTOR ELÉTRICO DE CORRENTE CONTINUA CONTINUA 2 “Embora a construção mecânica de motores e geradores de corrente continua (CC) seja muito parecida, as suas funções são bastante diferentes”. Villar (2006, p22) Um motor cc nada mais é do que um motor alimentado por corrente contínua (CC), sendo esta alimentação proveniente de uma bateria ou qualquer outra de alimentação CC. A sua comutação (troca de energia entre rotor e estator) pode ser através de escovas ou sem escovas e com relação a velocidade, o motor cc pode ser controlado apenas variando a sua tensão, diferentemente de um motor elétrico de corrente alternada (CA) cuja a velocidade é variada pela frequência. (SILVEIRA, 2017) Motores cc são de custo mais elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso, seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação. Motores de corrente continua são máquinas de corrente continua (MCC), ou seja, funcionam tanto como motores quanto geradores de energia elétrica. Como o próprio nome indica, os motores (cc) são acionados por uma fonte de corrente continua. Possuem ímãs permanentes ou então tem campo e armadura, neste caso não possuem ímãs permanentes. (BRAGA,2013) Pequenos motores são especificados não propriamente par a uma determinada tensão, mas sim para uma determinada faixa de tensão [...]. Assim, um motor indicado para funcionar com 3v pode, na realidade operar com tensões na faixa de 1,5 a 4,5v, dependendo da força desejada. (BRAGA, 2013) Os motores de CC também dispõem de comutador. Na verdade, um gerador de CC simples também pode funcionar como motor de CC. Quando uma corrente continua atravessa a bobina, é criado um campo magnético. O polo norte da bobina é atraído pelo polo sul do campo magnético externo e o polo sul da bobina pelo polo norte do campo externo. Com isso, a bobina gira. DA SILVA, Domiciano Correa Marques prepara Enem 2020 3 3. MATERIAIS E MÉTODOS Material utilizado: - Placa de MDF - Tacos de madeira - Rolamento pequeno - Imas - Fio de cobre chato - Suporte de escova com escova - Fio 2,5 mm - Cola quente - Bucha de tecnil Método de montagem do gerador Utilizada uma placa de MDF com 30cm de comprimento por 20cm de largura como base do gerador, sendo colocado dois tacos de madeira com dimensões de 3 x1 x7 cm para servir de suporte para as escovas, um taco de madeira com o rolamento para servir de mancal do eixo rotativo, dois tacos de madeira onde foi colado os imas de ferritina para servir de estator. O fio de cobre chato, foi utilizado para fazer a parte móvel do gerador (rotor), onde foi dobrado nas dimensões 5 x 2,5 x 7 x5 x7 x 2,5 x 5 cm, sua extremidade foi introduzida no mancal e colocado uma bucha de tecnil com 2 cm de diâmetro, onde foi colado dois pedaços de fio de cobre chato para fazer a pista do coletor que servira de apoio das escovas que receberá a energia produzida pelo rotor e dissipará pelos fios vermelho e preto de 2,5mm, abaixo seguem imagens. Tabela de dados encontrados para o gerador CC do experimento: Grupo Peso (g) Tensão da pilha (V) Diâmetro da bobina Número de espiras Gerador 800 12 70 01 4 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5. CONCLUSÃO Foi confeccionado um motor CC funcionando perfeitamente, aplicamos uma corrente na parte fixa (polos) gerando um campo magnético e uma força de repulsão, a qual faz com que seu eixo mude de posição e por consequência do comutador, girando as bobinascontinuamente. Neste projeto foi raspado um lado do eixo em sua totalidade e o outro lado apenas um pequeno ponto para não interromper o fluxo e não inverter o sentido do campo magnético e girar seu conjunto móvel constantemente em uma única direção. Um ponto interessante a mencionar é que durante a confecção do motor podemos perceber que quanto maior for o campo, maior será a força sobre seu eixo e por consequência aumentará a velocidade e a força mecânica. Assim atendemos o princípio do funcionamento do motor o qual transforma energia elétrica em energia mecânica. A descoberta de Michael Faraday frente aos estudos sobre o eletromagnetismo fora de extrema importância para o auxílio no desenvolvimento da industrialização mundial e transformou o modo de vida das pessoas. Com a descoberta foi possível desenvolver não somente motores, mas o embasamento de grande parte da tecnologia atual, onde os campos magnéticos e sua relação permite usufruir desde um simples micro-ondas até os complexos sistemas de telecomunicações, gigantes transformadores, geradores elétricos e também pequenos componentes presentes em circuitos eletrônicos. Estudos referentes a motores elétricos vem sendo desenvolvidos constantemente e tem muito a se desenvolver, como exemplo os carros elétricos cada vez mais evidenciados nos noticiários e que tem uma proposta de menor consumo e zero emissão de CO2. Procuramos nos basear nas ideias de Faraday para a construção de nosso projeto, seguindo os padrões de construção do motor elétrico. No caso, nestes registros fotográficos vemos as peças e a montagem do nosso motor elétrico por indução magnética, onde o mesmo se tornou eficaz na sua proposta de execução. 5 REFERÊNCIAS Dimensional.com.br/blog/motores-corrente-continua, 2017. https://www.preparaenem.com/fisica/a-lei- faraday.htm#:~:text=Sabemos%20que%20a%20corrente%20el%C3%A9trica,de%20fluxo%20que %20a%20originou. https://www.citisystems.com.br/motor-cc/ https://www.engenheirosassociados.com.br/generalidades-sobre-motores-eletricos/ https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3414- art476a#:~:text=Pequenos%20motores%20s%C3%A3o%20especificados%20n%C3%A3o,V%2C %20dependendo%20da%20for%C3%A7a%20desejada. VILLAR, Gileno José de Vasconcelos. Geradores e Motores cc (Maquinas de corrente continua). Rio Grande do Norte.2006 ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6023. Informação e documentação – Referências – Elaboração. Rio de Janeiro, 2002. CERVO, Amado Luiz; BERVIAN, Pedro Alcino; SILVA, Roberto da. Metodologia científica. São Paulo: Ed. Pearson, 2006. FERREIRA, Gonzaga. Redação científica: como entender e escrever com facilidade. São Paulo: Atlas, v. 5, 2011. MÜLLER, Antônio José (Org.) et al. Metodologia Científica. Indaial: Uniasselvi, 2013. PEROVANO, Dalton Gean. Manual de metodologia da pesquisa científica. Curitiba: Ed. Intersaberes, 2016.
Compartilhar