Manual UFCD 6035

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Curso: Mquinas Eltricas de Corrente Contnua Mdulo: ???

1 Condies de Utilizao do ManualEste manual tem como objectivo servir de apoio aos formandos..

2 Objectivos especficos do Mdulo

Descrever a constituio da mquina de corrente contnua. Estabelecer a expresso da fora electromotriz. Classificar as mquinas c.c., quanto ao tipo de excitao. Reconhecer as caractersticas dos diferentes tipos de mquina c.c.. Identificar a simbologia, a partir da placa de terminais. Calcular potncias, rendimento e perdas.

1 Pblico-AlvoEste manual dirige-se aos formandos do curso . Activos ou desempregados

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ndice1 Condies de Utilizao do Manual.........................................1 2 Objectivos especficos do Mdulo...........................................1 3 Pblico-Alvo..........................................................................1 4 Magnetismo..........................................................................34.1 manes......................................................................................3 4.2 Campo Magntico......................................................................5 4.2.1 Campo magntico de um man...............................................................5 4.2.2 Campo magntico terrestre....................................................................6 4.3 Magnetizao e Desmagnetizao..............................................7 4.3.1 Formao de manes..............................................................................7 4.3.2 Desmagnetizao...................................................................................8 4.4 Aplicaes dos manes...............................................................8 4.5 Resumo.....................................................................................9

5 Campos Magnticos criados por correntes............................105.1 Correntes em condutores.........................................................10 5.1.1 Corrente num condutor retilneo..........................................................10 5.1.2 Corrente numa espira...........................................................................12 5.1.3 Corrente num solenide.......................................................................14 5.2 manes e Eletromanes.............................................................15 5.2.1 manes e Histerese...............................................................................15 5.2.2 Eletromanes.........................................................................................16 5.3 Aplicaes de Eletromanes......................................................17 5.3.1 Campainha eltrica...............................................................................17 5.3.2 Telgrafo e Telefone.............................................................................18 5.3.3 Outras Aplicaes.................................................................................19 5.3.4 Contactor..............................................................................................19 5.3.5 Contactor Disjuntor............................................................................20

6 Foras Eletromagnticas......................................................226.1 Fora entre Campos Magnticos e Correntes.............................22 6.2 Foras entre Correntes.............................................................23 6.3 Resumo...................................................................................25

7 Induo Eletromagntica.....................................................257.1 F.E.M. e Correntes Induzidas em Condutores.............................26 7.1.1 Lei de Faraday......................................................................................26Lei de Faraday

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2 MagnetismoA palavra magnetismo deriva da Magnsia, cidade da sia Menor, onde foi encontrado, h cerca de 2800 anos, um mineral de ferro, a magnetite, com a propriedade de atrair ferro. Oersted, em 1820, verificou que o magnetismo resulta do movimento de cargas elctricas. O eletromagnetismo proporcionou um grande progresso humanidade.

2.1 manesMagneto ou man o corpo que possui a propriedade de atrair ferro, nquel ou cobalto (1). A magnetite, tambm chamada pedra-man, um man natural, pois existe na natureza j com a propriedade de atrair corpos de ferro. A magnetite no tem qualidades de interesse prtico, pois desagrega-se facilmente, a fora de atrao pequena e no se pode dar-lhe uma forma conveniente. Assim, foram criados os manes artificiais, a partir de ligas como o ao duro, o alnico (ao com alumnio, nquel e cobalto), o ticonal (ao com titnio, cobalto, nquel e alumnio), a ferrite (ferromagntico cermico com boro, brio, molibdnio), etc...

Fig. 1 - man reto (plos com limalha de ferro atrada)

Com estes materiais, podem ser construdos manes com qualquer forma e com uma fora de atrao muito elevada. Os manes so de formas variadas. Para aplicaes gerais so em barras se seco quadrada, rectangular, redonda; barras retas (fig.1), em forma de U, ou ferradura (fig.2), em forma de V, ou em losango (agulha magntica da fig. 3). Deitando limalha (pequenas aparas) de ferro sobre um man, verifica-se que h uma maior atrao junto das extremidades da barra magntica, como mostram as figs. 1 e 2. As zonas, junto das extremidades, onde se verificam, com maior intensidade, as propriedades magnticas, so chamadas plos magnticos do man, (figs. 1 e 2).

1 As substncias que so atradas pelos manes (ferro, nquel, cobalto e algumas ligas compostas destesmetais) so chamadas ferromagnticas. Pgina 3 de 24

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Em cada man h sempre dois plos magnticos que so designados por plo norte e plo sul, nomes estabelecidos para concordar com os plos da Terra. Quando um man se pode orientar livremente (fig. 3), o seu plo, que aponta para o plo norte terrestre, designado por plo norte do man.

Fig. 2 - man em U ou em ferradura (plos com limalha de ferro atrada)

Fig. 3 - Agulha magntica. A agulha tem orientao prxima da do norte-sul terrestre.

Quando se aproximam dois manes, verifica-se que h: Atrao quando ficam frente a frente plos opostos (norte de um man e plo sul do outro man); Repulso quando ficam frente a frente plos iguais (norte de um man e norte do outro man; ou, ento, o sul de um man e sul do outro).

Com uma agulha magntica, (fig. 4), assente numa ponta fina e podendo orientar-se livremente, verifica-se que uma mesma extremidade desta agulha atrada por uma das extremidades de um man e repelida pela outra. Portanto, os dois plos de um man so distintos e inseparveis. De facto, bipartindo uma barra magntica ficam dois manes tendo, cada um, os plos norte e sul.

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Fig. 4 - Agulha magntica e man em barra retangular

oximar um dos plos de qualquer man da ponta azulada da agulha magntica (norte). Se a ponta azulada repelida

1.1 Campo Magntico1.1.1Campo magntico de um manCom uma pequena agulha magntica, apoiada sobre uma ponta ou suspensa por um fio sem toro, pode-se verificar a existncia de um estado magntico volta do man. Chama-se campo magntico de um man, ao espao volta do man onde se faz sentir a sua influncia. Pode-se caraterizar a ao do man sobre qualquer ponto do espao sua volta pela influncia magntica ou induo magntica nesse ponto. Colocando um man sob uma placa fina, por exemplo de vidro, e peneirando, para essa placa, limalha de ferro, verifica-se que os gros de limalha se orientam, pois cada gro fica magnetizado por estar submetido influncia do man. A limalha forma um conjunto de linhas de fora, (fig. 5), e toma o aspecto de uma figura designada por espectro magntico.

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Fig. 5 - Espectro magntico de um man em barra reta, visualizado por limalha de ferro disposta sobre vidro

O conjunto total das linhas que saem do plo norte chamado fluxo magntico. O fluxo magntico representado por , (l-se: fi), e a sua unidade SI o weber (l-se veber), com smbolo Wb. (anteriormente era usada a unidade maxwell Mx, sendo 1Wb=108 Mx). A densidade do fluxo magntico, ou fluxo por unidade de rea A, chamada induo magntica, que se representa por B e tem a unidade weber por metro quadrado Wb/m2, unidade SI que tem o nome de tesla T [1 T = 1 Wb/m2]. (a unidade de fluxo antiga, o gauss Gs, era: [1 Gs = 10-4 T]. [tesla = weber/m2] B = /A

Por exemplo, nos manes de alnico so atingidas indues magnticas de 1,2T, enquanto que nos manes de ao se atinge 0,1T.

vimento de rotao de eletres. As linhas de induo so curvas fechadas que, no interior do man vo do plo sul pa

1.1.2 magntico terrestreLeitura

Campo

Deixando orientar uma agulha magntica, ela toma uma posio prxima da direo norte-sul terrestre. A extremidade azulada fica aproximadamente orientada para norte e, por tal, tem o nome de plo norte; extremidade branca metlica, que aponta aproximadamente para sul, chamou-se plo sul. Tudo se passa como se, no interior da Terra, existisse um man natural gigantesco que fosse, portanto, a causa do campo magntico terrestre, cuja ao se faz sentir em toda a superfcie da Terra e tem o seu plo sul magntico prximo do plo norte terrestre. A bssola (fig. 6) uma agulha magntica, encerrada numa caixa, onde esto marcados os pontos cardiais. Para cada ponto da Terra, a direo norte-sul magntica faz um pequeno ngulo com a direo norte-sul terrestre que chamado declinao magntica do lugar.

Fig. - Bssola. Toma orientao prxima de norte-sul

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1.2 Magnetizao e Desmagnetizao1.2.1Formao de manesDividindo a meio um man, verifica-se que cada uma das partes constitui-se como um man, com um plo norte e um plo sul. Continuando a subdiviso, obteremos sempre manes, com dois plos. Como limite da subdiviso, atingiramos o tomo como sendo o mais pequeno man.NOTA Os campos magnticos dos manes so criados pelo movimento dos eletres dos respectivos tomos. O eletro, ao girar em torno do ncleo, origina um campo magntico, fraco, equivalente ao de um de um pequeno dipolo (norte/sul). Ao girar sobre si prprio (spin), origina um campo magntico fraqussimo. Dois eletres com spins opostos, numa mesma orbital, criam campos magnticos que se anulam. O ferro, por exemplo, possui orbitais com um nico eletro, e, por isso, com spins no compensados, o que faz dos seus tomos pequenos manes.

Se um corpo no est magnetizado, os seus tomos tm todas as orientaes possveis, anulando-se mutuamente as suas aes magnticas. A magnetizao faz-se, submetendo um corpo ao de um forte campo magntico. O campo magntico pode ser produzido pela presena de manes, como vimos, ou por correntes eltricas, como veremos mais tarde. As peas de ferro e de ao extra macio magnetizam-se com muita facilidade, quando submetidas ao de um campo magntico, mas, logo que saem da ao desse campo, perdem quase todo o magnetismo. Isto acontece porque, suprimindo o campo excitador, os tomos de ferro voltam a orientar-se para que se somem as suas aes magnticas, quase desaparecendo o magnetismo da pea.

As barras de ao duro, alnico e ticonal, so de Fig. - Dois manes retos com duas armaduras Fig. - man em U com armadura magnetizao difcil, mas, depois, no de desmagnetizam com facilidade, tornando-se manes permanentes.

azer com que as linhas de fluxo se fechem sem passar pelo ar. Assim, arranjamos peas de ferro ou de ao macio (a

1.2.2

Desmagnetizao

Para desmagnetizar peas de ao que tenham adquirido um magnetismo que no se deseja, pode-se aquecer essa pea at uma temperatura (ponto de Curie), a partir da qual o material perde as propriedades magnticas. O ponto do ao de 775 0C, para o nquel o ponto de Curie de 360 0C e para o cobalto de 1100 0C.

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A desmagnetizao de peas ou aparelhos delicados faz-se metendo e retirando lentamente essa pea do interior de uma bobina onde passa uma corrente alternada.

1.3 Aplicaes dos manesOs manes permanentes tm inmeras aplicaes principalmente depois do aparecimento de ligas especiais com o alnico e o ticonal. Citaremos, pelo interesse que apresentam para as oficinas de mecnica, as aplicaes em bases magnticas, (fig. 9), em pratos magnticos, (fig. 10). A base magntica e o prato magntico so constitudos por manes de grande fora atrativa, cilndricos ou em barras retangulares, que podem tomar duas posies relativamente ao aparelho. Na posio de repouso as linhas de fluxo fecham-se pelo interior do aparelho e, por tal, no h fora atrativa para as peas exteriores. Na posio de aderncia, obrigamos as linhas do fluxo a fecharem-se pelas peas exteriores, pois nos aparelhos h a interposio de peas de lato.

Fig. 9 - Base para comparador

Fig. 10 - Prato magntico, usado em mquinas das oficinas de mecnica

O lato comporta-se como se fosse uma camada de ar. O deslocamento dos manes pode fazer-se por meio de um boto, (fig. 9), que impulsionado nos dois sentidos, ou por meio de uma alavanca, (fig. 10), que aciona um parafuso e faz correr os manes.

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1.4 ResumoOs manes ou magnetos, peas de ao duro, ou de alnico, ou de ticonal, ou outros materiais, que podem ter vrias formas, apresentam as propriedades: Magnetismo, propriedade de atrair corpos que contenham ferro, cobalto ou nquel; Os plos, norte e sul, que se encontram junto das extremidades e correspondem s zonas ativas dos manes. A zona intermdia neutra; bipartindo um man, ficam um plo sul e um plo norte; Plos do mesmo nome repelem-se e de nome contrrio atraem-se. Os manes criam sua volta um campo magntico, onde se fazem sentir as aes magnticas; Deixando rodar livremente um man, este orienta-se segundo uma direo muito prxima da direo norte-sul geogrfica;

As bssolas so constitudas por agulhas magnticas contidas numa caixa onde esto marcados os pontos cardiais. Permitem determinar o norte geogrfico. A magnetizao consiste em fazer rodar os tomos de um corpo ferromagntico, dandolhes uma orientao comum. A magnetizao conserva-se nos aos duros, alnico e ticonal, e perdida facilmente nos aos macios, extra macios e ferros. Os manes devem ser conservados com as linhas do fluxo fechadas por meio de materiais ferromagnticos.

1 Campos Magnticos criados por correntes1.1 Correntes em condutoresA passagem da corrente eltrica num condutor provoca o desvio de uma agulha magntica que estava colocada paralelamente ao condutor, (fig. 1). Esta experincia, realizada pela primeira vez por Oersted, (cerca de 1820), mostra que uma corrente eltrica, ou seja, um movimento orientado de cargas eltricas (eletres e ies cria um campo magntico. Como j foi tratado, a matria de natureza eltrica, constatando-se que as cargas eltricas estacionrias criam, sua volta, um campo eltrico. Eletromagnetismo estuda a relao entre o campo eltrico e o campo magntico criado pelas cargas eltricas em movimento.

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Fig. 11 - Experincia de Oersted (campo criado por condutor retilneo)

1.1.1Corrente num condutor retilneoConsiderando um qualquer plano perpendicular ao condutor retilneo, as linhas de fora situadas nesse plano so circunferncias concntricas e tm um sentido, (ver figs. 11 e 12), que dado pelas: Regra do saca-rolhas o saca-rolhas caminha no sentido da corrente e roda no sentido das linhas de fora; ou Regra da mo direita com o dedo polegar da mo direita apontando o sentido da corrente, os outros, os outros quatro dedos fechados acompanham o sentido do campo.

As linhas de fora entram pelo plo sul de um man e saem pelo seu plo norte, pelo que o desvio da agulha magntica, (figs. 11 e 12), para uma posio que tende a ser perpendicular do condutor.

Fig. 12 - Campo magntico criado por um condutor retilneo

A corrente eltrica, de intensidade I, cria sua volta um campo magntico que, no ponto M, que dista r do condutor, tem a intensidade H: H=I2 r [A/m=A/m] que, num material com permeabilidade , corresponde induo magntica, B, em tesla: B= .H. O vazio ou o ar tm permeabilidade: 0=4107 H/m; em qualquer material : =r*0 [H/m] (henry por metro) (H henry unidade SI a definir mais tarde). A induo magntico B, no vazio: B0=0*H ou B0=0I2r [em tesla] O fluxo magntico , em weber, numa rea A : =B0*A (Fluxo magntico=induo*rea)Pgina 10 de 24

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(Wb=T.m2) (weber=tesla*m2)

Fig. 13 - Induo magntica no ponto M

A induo magntica B no ponto M dada pelo B: no ar B0=0H sendo H=I2r e 0=4107 H/m B0=0I2r em te

1.1.1Corrente numa espiraUsando um condutor em espira circular, onde se faz passar uma corrente, verifica-se que se gera um campo magntico em que as linhas de fora tm todas o mesmo sentido na zona interior da espira, (fig. 14).

Fig. 14 - Corrente circular (espira)

Por aplicao da regra do saca-rolhas em vrios pontos desse condutor, rodando o sacarolhas no sentido da corrente, ele desloca-se no sentido das linhas de fora pelo interior da espira, (figs. 14 e 15).

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Fig. 15 - Campo criado por uma corrente circular (espira)

No centro da espira de raio r (ou dimetro D) e com a corrente I, gera-se um campo magntico com a intensidade H=I2r ou H=ID [A/m=A/m] (unidade SI da intensidade do campo magntico [A/m]). A induo magntica B no centro de uma espira circular onde passa a corrente I : B=H B=I2r sendo, a permeabilidade magntica do material. A permeabilidade do vazio : 0=4*10-7 H/m, pelo que: B0=0I2r ou B0=4*10-7*I2r

Fig. 16 - Solenide de linhas de induo

1.1.2Corrente num solenideSolenide um conjunto de espiras iguais dispostas, umas na continuao das outras; um fio condutor enrolado em hlice, (fig. 16). O campo magntico de intensidade H, criado pela corrente I, num solenide de N espiras e comprimento L, : H=NIL em unidades SI: [A/m=A/m] A induo B : B=*H B= NIL [em tesla] Exerccio: Num solenide de ncleo de ar de 120 espiras e 18 cm de comprimento passa a corrente de 5A, h no seu interior uma induo de B=? O fluxo magntico , atravs de uma superfcie plana com rea A (da seco mdia da bobina), : =B*A [Wb=T.m2 (weber=tesla*metro quadrado)] sendo B a induo (ou densidade de fluxo) num ponto mdio do solenide.Pgina 12 de 24

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Quando passa uma corrente no solenide, as linhas de fora, todas com o mesmo sentido no interior de cada espira, distribuem-se de forma a tomar o aspecto da fig. 6, e o solenide comporta-se como um man. Quando uma bobina tem no seu interior uma massa ferromagntica, (como mostra a fig. 17), obtemos o eletroman, o que ser tratado no captulo seguinte.

Fig. 17 - Eletroman e sua polaridade

1.2 manes e Eletromanes1.2.1manes e HistereseNuma bobina onde passa uma corrente I que vai aumentando, resulta ser criado, no seu interior, um campo magntico H que tambm vai aumentando (H=NI/L). Tendo a bobina um ncleo de material ferromagntico verifica-se que a densidade do fluxo, ou seja, a induo B aumenta rapidamente no inicio e vai-se tornando cada vez mais lenta, at atingir um valor em que h a saturao magntica do material, (fig. 18). Comeando a diminuir a corrente na bobina, e portanto, a diminuir o campo magntico, verifica-se que, quando a corrente e o campo chegam a zero, ainda se mantm alguma induo remanescente Br; h atraso de desmagnetizao, dado que o material conserva magnetismo remanescente. Para anular a induo remanescente, necessrio usar uma corrente de sentido contrrio e, portanto, criar um campo negativo Hc que se designa campo coercivo. Aumentando, agora, o campo magntico em sentido contrario, o material vai sendo novamente magnetizado mas com polaridade oposta, como mostra a fig. 18, assim estabelecido o ciclo de histerese.

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Fig. 18 - Curvas de magnetizao do ncleo ferromagntico numa bobina; ciclo de histerese Nota Ao desaparecer o fluxo magntico que originou a magnetizao do material, alguns tomos, agora j no sujeitos fora magntica, orientam-se segundo outra qualquer direo. No entanto, h tomos que mantm a direo e sentido adquiridos durante a magnetizao. Este atraso na desmagnetizao do material devido a um efeito de inrcia para adquirir nova orientao. Ao inverter o sentido da corrente eltrica na bobina, comunica-se aos tomos do material a energia necessria para que rodem e mudem de sentido.

A permeabilidade dos materiais ferromagnticos depende da induo magntica e o valor dado em relao ao v =r0 O cobalto atinge r=150; O nquel atinge r=300; O ferro atinge r=5000

1.2.2EletromanesUsando, como ncleo de uma bobina, ferro puro, ao macio, ou ligar de ferro e silcio, forma-se um eletroman. Estes materiais ferromagnticos tm pequeno magnetismo remanescente pelo que so facilmente magnetizados e facilmente desmagnetizados. Assim, as propriedades magnticas s existem enquanto passa a corrente na bobina. Os eletromanes adquirem muito melhores propriedades magnticas do que as bobinas com ncleo de ar. As suas formas habituais so dadas nas figs. 19 a 21.

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Fig. mais vulgares dos eletromanes so: as campainhas Fig. eltricas, aparelhos de comando e proteo mquinas eltricas, instrumentos de medida e alguns Fig. tipos de mesas eletromagnticas. As aplicaes

1.3 Aplicaes de Eletromanes1.3.1Campainha eltricaA campainha eltrica constituda como mostra na fig. 22. Quando se carrega no boto de presso do interruptor, fecha-se o circuito, pelo que passa uma corrente na bobina e, portanto, atrada a armadura, cujo movimento d origem a um toque do martelo no timbre. Este movimento desfaz o contacto entre o parafuso de afinao P e a armadura, provocando a interrupo do circuito. Neste momento deixa de ser atrada a armadura que, por ao da mola M, volta primeira posio, fazendo-se novo contacto com o parafuso, o que fecha o circuito. Volta a dar-se nova atrao da armadura, o que produz novo toque e nova interrupo da corrente; e assim sucessivamente.

Fig. 22 Campainha

1.3.2Telgrafo e TelefoneCom interesse histrico, por ter permitido o primeiro contacto distncia entre pessoas, e pela sua concepo, vamos tratar: O telegrafo de Morse (inventado em 1844) permite enviar sinais entre duas estaes ligadas por um fio. Em cada estao, h um transmissor e um receptor. O transmissor uma espcie de alavanca, que tem uma posio de repouso que liga a linha ao receptor.

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O receptor um eletroman cuja armadura tem uma ponta que pode gravar numa fita de papel que se encontra em movimento. Quando se carrega no manipulo da estao 1, fazemos passar uma corrente no eletroman da estao 2, pelo que a armadura grava no papel um trao ou um ponto. As letras e os nmeros so representados por um certo nmero de traos e de pontos, constituindo o alfabeto Morse.

Fig. - Telgrafo de Morse Um auscultador telefnico, (fig. 24), constitudo por um man de alnico que tem, junto das extremidades, dois ncleos de ferro envolvidos por bobinas. A armadura uma chapa fina circular, a que se d o nome de diafragma. No microfone h pequenos gros de carvo que fazem contacto mais ou menos perfeito conforme a presso que sobre eles atua. Quando passa uma corrente, com variao produzida pelo microfone, a atrao sobre o diafragma varia de acordo com a corrente modulada, o que produz o som.

Fig. 25 - Auscultador

Fig. - Circuito do microtelefone

1.3.3Outras AplicaesOs guindastes, em que na extremidade do cabo h um forte eletroman que pode atingir grandes foras, (fig. 21), so usados para carregar e descarregar massas de algumas toneladas de objetos de materiais ferromagnticos, quer em chapa, quer perfilados, etc... Para produzir manes permanentes, usam-se fortes eletromanes e fechamos o circuito magntico com a pea de ao duro, ou alnico, que se pretende magnetizar. Os eletromanes so muito usados em aparelhos de medida e quase em todas as mquinas.

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1.3.4ContactorO contactor um aparelho destinado a fechar ou abrir, um certo nmero de contactos, por ao da fora atrativa de um eletroman sobre a armadura enquanto se faz passar uma corrente na sua bobina (bobina de chamada), fig. 26. A ligao ou corte da corrente, na bobina de chamada, pode ser comandada no local ou distncia, por meio de: Interruptor (comando por contacto permanente) Botes de presso (comando por impulso)

A fig. 22 mostra um contactor com quatro contactos abertos e um contacto fechado; (note que estes contactos esto assinalados pela posio de repouso). A fig.27 mostra este contactor em esquema.

Fig. 26 - Contactor com bobina de chamada e os contactos

Fig. 27 - Esquema do contactor com bobina e contactos

1.1.1Contactor DisjuntorPara comando e proteo dos motores que acionam as mquinas-ferramentas, usamos, geralmente, um contactor-disjuntor em conjunto com corta-circuitos fusveis (fig. 28). A proteo contra curto-circuitos feita pelos corta-circuitos fusveis, os quais foram j estudados.

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Fig. 28 - Contactor-Disjuntor e rels trmicos

Um contactor-disjuntor, como mostra a fig. 28, constitudo por um contactor que, quando excitado por uma corrente, atrai uma armadura. Este movimento da armadura faz vrios contactos, que estabelecem a ligao dos condutores que vm da rede com os condutores que vo para o motor. A corrente que excita o eletroman tirada da rede e, ligada ou desligada, respetivamente, por meio dos botes de comando: I (verde) 0(vermelho)

O boto de comando (ligar) s estabelece a ligao quando premido manualmente. Logo que deixamos de fazer presso, volta a desfazer-se a ligao, que cortaria o circuito do eletroman se o movimento da armadura no tivesse realizado o contacto A (em derivao com I). O boto do comando 0 (desligar) est, normalmente, fechado. Quando se faz presso sobre ele, interrompe-se o circuito do eletroman, que, assim deixa de ter ao sobre a armadura. Deste modo, a armadura separa-se, devido a uma mola, desfazendo-se os contactos, A, da ligao da rede ao motor, pelo que o motor para.

Fig. 29 - Esquema de contactor-disjuntor

Vimos como se realiza o comando por botes e a proteo contra curto-circuitos das mquinas-ferramentas. H ainda necessidade de proteger o motor contra sobrecargas, situaes em que o motor absorve uma corrente superior indicada na sua chapa de caractersticas. Assim, o aquecimento seria maior e correr-se-ia o risco de o motor

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avariar. Para evitar que se mantenham correntes superiores s normais, usam-se disjuntores em baixa tenso.

2 Foras Eletromagnticas2.1 Fora entre Campos Magnticos e CorrentesVerificamos j (experincia de Oersted) que uma corrente produz sua volta um campo magntico. Portanto, quando esto em presena campos magnticos e correntes, produzem-se foras de atrao ou de repulso.

Fig. 30 - Sentido do deslocamento devido fora magntica

A fig. 30 mostra, a partir do vetor B, a direo e sentido das linhas de induo. Se fizermos passar uma corrente por um condutor, que pode deslocar-se e se encontra submetido ao de um campo magntico, verificamos, ento, que esse condutor fica sujeito a uma fora que o desloca com um sentido que dado pela regra da mo esquerda, (fig. 30). Entrando o fluxo pela palma da mo e saindo a corrente pelas pontas dos dedos, o polegar indica o sentido do deslocamento do condutor. (confronte com a regra da mo direita). A fora que atua sobre um condutor retilneo que se encontra no interior de um campo B, diretamente proporcional intensidade I, da corrente que o percorre, induo, B, desse campo magntico e ao comprimento L, do respectivo condutor. F=B*I*L Fora=induo*corrente*comprimento N=T.A.m Newton=tesla*ampere*metro So baseados neste fenmeno os motores de corrente contnua e tambm alguns instrumentos de medio.

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Fig. 31 - Campos magnticos criados por um man e por uma corrente

2.2 Foras entre CorrentesComo as correntes eltricas produzem, sua volta, campos magnticos, estando prximos dois fios condutores percorridos por uma corrente eltrica, h uma ao mtua entre eles, como mostra a fig. 32. Verifica-se que, condutores com: Duas correntes condutores, so Duas correntes condutores, so do mesmo sentido, atraem-se (as linhas de fora, entre os de sentidos contrrios); de sentido oposto, repelem-se (as linhas de fora, entre os do mesmo sentido);

Fig. 32 - Fora atrativa entre dois fios condutores com correntes do mesmo sentido; e repulsiva com correntes de sentidos opostos

A fora atrativa ou repulsiva entre dois condutores proporcional ao produto das intensidades das correntes que os percorrem. Baseiam-se neste efeito, chamado eletrodinmico, o funcionamento dos wattmetros e diversas mquinas. Definio da unidade SI de intensidade de corrente

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O ampre definido a partir deste efeito entre correntes ou efeitos eletrodinmicos: ampre a intensidade de um corrente constante que, percorrendo dois condutores retilneos, paralelos, de comprimento infinito, de seco circular desprezvel e colocados no vazio distncia de 1 m, produz entre eles uma fora magntica de 2107 N por cada metro do seu comprimento. (fig. 33) A=N/m ampre = newton / metro

Fig. 33 - Definio da unidade SI de intensidade de corrente, "ampre". Se as correntes tm o mesmo sentido esta fora atrativa

Leitura Consideremos duas correntes paralelas I1 e I2. A corrente I1 cria um campo magntico B, em qualquer ponto da corrente I2, dado por: B=k2*I1r, onde r corresponde distncia entre os fios condutores e k constante magntica, cujo valor , no vazio, 1/107. Como vimos em 6.1, a fora magntica que vai atuar sobre o condutor 2 ser: F=B.I2.L Substituindo, nesta equao, o valor de B, chegamos ao valor da fora de interao entre os condutores de comprimento L: F=k2I1I2rL para r=1 m;L=1 m; I1=I2=1 Obtemos o valor de F=2107N F=0,2 N

tema Internacional de unidades

andeza que lhe est associada, recorde.se que uma massa de 1 Kg, superfcie da Terra, atrada por uma fora de 9,8N, isto significa que, um

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1.1 ResumoUm fio condutor retilneo, percorrido por uma corrente eltrica, desloca-se, por ao de um campo magntico, com um sentido dado pela regra da mo esquerda. A fora que atua sobre o condutor que se encontra no interior do campo B, diretamente proporcional intensidade, I, da corrente que o percorre, induo, B, desse campo magntico e ao comprimento, L, do respetivo condutor. Dois fios condutores paralelos, percorridos por correntes com o mesmo sentido, atraemse; quando percorridos por correntes de sentidos contrrios repelem-se. A fora atrativa ou repulsiva entre os dois condutores proporcional ao produto das intensidades das correntes que os percorrem. O ampre definido a partir destes efeitos entre correntes, chamados efeitos eletrodinmicos: ampre a intensidade de um corrente constante que, percorrendo dois condutores retilneos, paralelos, de comprimento infinito, de seco circular desprezvel e colocados no vazio distncia de 1 m, produz entre eles uma fora magntica de 2107 N por cada metro do seu comprimento.

2 Induo EletromagnticaAs correntes eltricas produzem campos de magnticos e os campos magnticos podem produzir correntes eltricas quando h movimento relativo do man e da corrente. As correntes so induzidas em condutores (fios e enrolamentos das mquinas), nas massas magnticas, etc...

2.1 F.E.M. e Correntes Induzidas em Condutores2.1.1Lei de FaradayA induo eletromagntica foi estudada por Faraday.

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FICHA TCNICA Ttulo: Mquinas Corrente Contnua Autor: Nuno Barros Produo e Concepo: Gabigerh, Lda. Edio: 1 - 2012 Eltricas de

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