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1 Universidade Estacio de Sá Grupo 7 Brian Verly Miranda de Souza Denise Santana Vieira Dos Santos Diogo cordeiro de Souza Enrique Barboza Marcet Masque Gabriel lima almeida Ilias O A A Damala Jean de B. França Jordan Martins Mendes Marcos Antonio Pinheiro da Silva Nilton Pereira Sieira Renan de B. França Rodrigo Velloso Cabral Wagner do Prado Henriques Link com planilhas oficiais de todos os grupos: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1ynkAuZDrti7_pCVy0rSF1Uo36i4HptAIJeCnGYwwzt0/edit# gid=0 APLICAÇAÕ DE EQUIPAMENTOS EM CORRENTE CONTÍNUA Trabalho para a disciplina ELETRICIDADE APLICADA; Universidade Estacio de Sá. Professor: RODRIGO VITAL LEITE DO NASCIMENTO 2 RESUMO Em meio uma sociedade cada vez mais consumista, em termos energéticos, temos uma predominância pelo uso da eletricidade como fonte de energia surge uma necessidade cada vez maior de se administrar a distribuição, uma vez que ela é dividida em duas correntes. Temos a corrente continua (cc) e a corrente alternada (ca). Apesar de ambas tratarem-se de movimentação de cargas elétricas , são fundamentalmente diferentes. Das duas a mais indicada e mais usada é a corrente continua, oque facilita a aplicação da energia elétrica em diversos equipamentos. Para que isso ocorra, a energia passa por uma série de transformações até que o uso se torna adequado. O objetivo do presente consiste em mostrar como é feita a aplicação de equipamentos em corrente continua. Palavras-chave: energia elétrica, correntes elétrica, corrente continua, aplicação em equipamentos. Abstract: In the midst of an increasingly consumerist society, in terms of energy, we have a predominance for the use of electricity as an energy source, there is an increasing need to manage distribution, since it is divided into two streams. We have direct current (dc) and alternating current (ac). Although both are about moving electrical charges, they are fundamentally different. Of the two, the most suitable and most used is direct current, which facilitates the application of electrical energy in various equipment. For this to happen, the energy goes through a series of transformations until the use becomes appropriate. The purpose of the present is to show how the application of direct current equipment is carried out. Keywords: electrical energy, electrical currents, continuous competition, application in equipment. SUMARIO 1. Introducao..................................................................................................................................3 2. Corrente elétrica.........................................................................................................................3 2.1 Sentido convencional e real dos elétrons...........................................................................................3 3. Corrente continua X corrente alternada....................................................................................4 3.1 Corrente continua......................................................................................................................4 4. Aplicações mais comuns.............................................................................................................5 5. Motor de corrente contínua...........................................................................................................5 5.1 Principais partes de um motor de corrente continua................................................................5 5.2 Tipos de motores........................................................................................................................6 5.3 Vantagens e Desvantagens de um motor de corrente continua................................................8 6. Conclusão...................................................................................................................................8 7. Referencias.................................................................................................................................8 3 1. INTRODUÇÃO O inventor da “direct current”, corrente elétrica contínua. foi Thomas Edison, um grande gênio. A invenção ocorreu no final do século XIX e o uso foi implementado para substituir a energia do vapor nas fábricas e o gás na iluminação das casas. Mais adiante teve o acontecimento da guerra das correntes, onde houve uma disputa entre Edison e Nikola Tesla, na qual eles lutavam para ver se a corrente elétrica contínua ou a corrente alternada era melhor. Thomas Edison chegou a eletrocutar animais para provar o risco que a corrente alternada trazia e até chegou a criar a cadeira elétrica para expor os perigos da corrente alternada. No fim, mesmo depois da briga de Thomas Edison, o sistema da corrente alternada, criada por Nikola Tesla, prevaleceu para transmissão da eletricidade de grandes distâncias. Já a corrente elétrica contínua permaneceu eficaz no campo da eletrônica. É praticamente impossível imaginar o mundo sem energia elétrica, não é mesmo? Aparelhos elétricos, eletrônicos, instalacões residenciais, industriais, linhas de transmissão e muitas outras coisas necessitam de energia elétrica, seja ela de corrente contínua ou alternada! A corrente elétrica pode ser do tipo corrente contínua ou corrente alternada. Você sabe qual é a diferença entre corrente contínua e corrente alternada? 2. Corrente elétrica Podemos definir a corrente elétrica como o movimento ordenado dos elétrons em um determinado material condutor. A corrente elétrica surge apenas quando existe uma diferença de potencial elétrico entre dois pontos, ou seja, só existe corrente elétrica quando tem tensão elétrica. A corrente elétrica nada mais é do que a forma de equilibrar as cargas elétricas entre os dois pontos, pois os elétrons passarão do potencial menos positivo onde existe excesso de elétrons, para o potencial mais positivo, onde há falta de elétrons. 2.1 Sentido convencional e real dos elétrons Quando falamos de corrente elétrica podemos falar do sentido real e do sentido convencional. Ao realizar a análise de circuitos elétricos assumimos que a corrente elétrica sai do potencial mais positivo para o menor potencial, sendo este o sentido convencional da corrente elétrica. Como o próprio nome sugere, o sentido real da corrente elétrica nada mais é do que o verdadeiro sentido da corrente elétrica, onde a corrente sai do menor potencial elétrico para o maior potencial elétrico. 4 3. Corrente contínua X Corrente alternada Como mencionamos anteriormente, existe tanto a corrente contínua quanto a corrente alternada e quando nos referimos a tensão constante ao longo do tempo, isto é, não varia a sua polaridade no tempo, estamos falando de um sinal em corrente contínua. Porém quando falamos em um sinal de tensão que varia ao longo do tempo, ou seja, varia a sua polaridade no tempo, é considerado uma corrente alternada. 3.1 corrente contínua (CC) Diferente da corrente alternada a corrente contínua possui polaridade bem definida, com polo negativo e outro positivo. Como o próprio nome já diz a corrente contínua permanece sempre em uma única polaridade, ou seja, os elétrons estão indo em apenas um único sentido, que por convenção saem do polo de maior potencial para o polo de menor potencial. Destacamos que como a corrente contínua não tem variação de sentido, não existe a grandeza de frequência. Na imagem abaixo podemos ver alguns exemplos de sinais de corrente contínua. Sempre quando falamos de corrente contínua é normal imaginarmos um sinal fixo, sem muitas mudanças, mas não se engane! Também existe a corrente contínua pulsante, que apesar de não mudar de sentido, também passa por constantes variações. 1. Gráficos com sinais de corrente contínua pulsante e corrente continua. Sinais de corrente contínua são facilmente encontrados em pilhas,baterias, computadores, televisores, equipamentos eletrônicos em geral e outros. Além disso, atualmente já existem sistemas de transmissão em corrente contínua. 5 4. APLICAÇÕES MAIS COMUNS Você provavelmente convive com equipamentos que possuem corrente elétrica contínua todos os dias e até a maior parte do seu tempo. A corrente elétrica contínua é encontrada nas fontes de células solares, termopares e baterias, e com relação a aplicação, esse tipo de corrente elétrica é muito utilizada em aplicações de baixa tensão. É possível encontrar corrente elétrica contínua em indústria, aplicações de aeronaves, automotivas, fontes de carregador de celular e notebook, entre outros lugares e equipamentos. Provavelmente você já viu algum motor de corrente contínua ou pelo menos algum equipamento que possua este tipo de motor. Se você não conhece os motores de corrente contínua fique tranquilo, porque o Mundo da Elétrica explica neste artigo o que são os motores de corrente contínua, como funciona um motor CC, quais são os tipos de motor CC e suas respectivas aplicações. Vamos lá pessoal! 5. Motor de corrente contínua Os motores de corrente contínua (motor CC) são máquinas de corrente contínua (MCC), isto é, funcionam tanto como motores quanto geradores de energia elétrica. Como o próprio nome indica, os motores CC são acionados por uma fonte de corrente contínua. Eles são motores que possuem imãs permanentes ou então têm campo e armadura, neste caso não possuem ímãs permanentes. Os motores de corrente contínua são muito usados e possuem diversas aplicações como por exemplo, brinquedos, eletrodomésticos, máquinas industriais, veículos elétricos, entre outros. 5.1 Principais partes de um motor de corrente continua O motor CC possui diversas partes que são essenciais para o seu funcionamento. Abaixo temos uma imagem que apresenta a estrutura interna de um motor de corrente contínua. 6 2. Estrutura de um motor de corrente contínua. Para facilitar o entendimento sobre o funcionamento do motor de corrente contínua, ele é constituído basicamente pelo enrolamento de armadura, enrolamento de campo, comutador e as escovas, onde: § Enrolamento de armadura: é localizado na parte girante do motor de corrente contínua (rotor), que é responsável por produzir o torque elétrico que o movimenta quando opera como motor, bem como a tensão de saída quando opera como gerador. § Enrolamento de campo: é a parte fixa da máquina (estator), responsável por criar o fluxo magnético que irá atravessar a armadura. Nele é formado os polos magnéticos norte e sul, criando-se um campo de excitação. Além disso, é importante mencionar o estator do motor CC também pode ser feito por ímãs permanentes; § Comutador: tem a função de manter a corrente circulando sempre no mesmo sentido na armadura, ou seja, faz com que o torque gerado esteja sempre no mesmo sentido. Quando estão operando como gerador, o comutador tem a função de manter a tensão gerada sempre com a mesma polaridade; § Escovas: são geralmente feitas de carvão, encarregadas de fazer o contato do enrolamento de armadura para que se possa injetar energia elétrica no enrolamento. Quando está funcionando como gerador ela retira a energia elétrica do enrolamento. 5.2 Tipos de motor § Motor de passo Os motores de passo são de corrente contínua e possuem várias bobinas, que quando são energizadas de acordo com uma sequência, fazem com que o seu eixo se mova de acordo com ângulos exatos, submúltiplos de 360. 7 Os motores de passo são usados em aplicações que exigem uma alta precisão, como exemplo de aplicação podemos citar as impressoras tradicionais, impressoras 3D e em muitos outros sistemas de controle de posição. Apesar do motor de passo ter uma alta precisão, ele possui um torque muito baixo, sendo que quanto maior sua precisão menor será o seu torque. § Servo motor Conhecidos como servo, o servo motor é muito utilizado em aplicações de robótica. Ele é basicamente um motor que podemos controlar a sua posição angular através de um sinal PWM, utilizado para posicionar e manter um objeto em uma determinada posição. Diferentemente dos motores de passo que podem ser rotacionados livremente, o eixo de um servo motor não costuma ter tanta liberdade em seus movimentos, que geralmente é de apenas 180º. § Motor brushless Motor brushless significa motor sem escova, ou seja, este é um tipo de motor que não precisa de escovas para funcionar. Os motores brushless são similares aos motores de corrente contínua (CC) tradicionais com escova, porém são comutados eletronicamente (ESM), de modo que podem ser alimentados por uma fonte de corrente contínua. Por possuir uma comutação sem escovas (brushless) o motor brushless é mais eficiente, necessita de menos manutenção, menor geração de ruídos, possui uma maior densidade de potência e faixa de velocidade comparando com os motores de comutação por escovas. Devido às diversas vantagens do motor brushless, ele é muito usado em drones e aeromodelos, além de ser leve e ter grande velocidade de rotação Como nem tudo é perfeito, o motor brushless contém uma eletrônica que contribui para um maior custo de aquisição, além de normalmente ser mais complexo que os motores de comutação por escovas. 3. Tipos de motores de c orrente contínua. 8 5.3 Vantagens e desvantagens de um otores de corrente contínua São muitas as vantagens dos motores de corrente contínua, dentre elas podemos citar: § Controle de velocidade para uma ampla faixa de valores acima e abaixo do valor nominal; § É possível acelerar, frear e reverter o sentido de rotação de forma rápida; § Não está sujeito à harmônicos e não possui consumo de potencia reativa; § Permite variar a sua velocidade mantendo seu torque constante; § Possui um alto conjugado de partida, que também conhecido como torque ou força de arranque; § Os conversores necessários para o seu controle são menos volumosos. Apesar das vantagens os motores de corrente contínua também apresentam algumas desvantagens, tais como: § Possui maior manutenção devido aos desgastes entre as escovas com o comutador, exceto para os motores brushless; § Em relação aos motores de indução CA de mesma potência possuem um preço e tamanho maiores; § Por causa da centelha que ocorre entre suas escovas e os comutadores, com exceção dos motores brushless, os motores de corrente contínua não podem operar em ambientes explosivos. Além dos motores CC, existem muitos outros tipos de motores como por exemplo, os motores de indução monofásicos e trifásicos. Caso queira aprender mais sobre os motores de indução, abaixo tem uma aula completa do Mundo da Elétrica sobre motores elétricos trifásicos de indução. 6. Conclusão A aplicação de equipamentos em corrente elétrica continua , veio crescendo com a evolução da tecnologia e das necessidades encontradas em vários setores. A corrente continua(cc) é a mais pratica e a mais segura, mas antes do seu uso são necessários umas transformações indispensáveis. Apesar de ser a melhor opção para ser aplicada , ela possui umas vantagens e desvantagens dependendo do equipamento partindo dos mais usados até os. Mais usados nas industrias; e como vimos em cima com os motores a correntes continua. 7. REFERENCIAS https://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_corrente_cont%C3%ADnua https://www.mundodaeletrica.com.br/motor-de-corrente-continua-caracteristicas-e- aplicacoes/ http://docente.ifrn.edu.br/heliopinheiro/Disciplinas/maquinas-acionamentos- eletricos/apostila-de-maquinas-de-cc-1 https://portaldaengenharia.com/instalacao-eletrica/corrente-continua/ 9 https://www.mundodaeletrica.com.br/corrente-alternada-corrente-continua- caracteristicas-aplicacoes/ https://conhecimentocientifico.r7.com/corrente-continua/ http://sistemaseletricos.comunidades.net/aplicacoes-da-eletricidade https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
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