UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS

CAMPUS TOLEDO

GABRIEL BORTOLETI

GABRIELA BEGALLI

GIOVANI HELMANN

GUSTAVO CAVALCANTI

JULIE FERNANDES

MOTOR ELÉTRICO DE CORRENTE CONTÍNUA

TOLEDO

2014

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO......................................................................................................03

2. OBJETIVO............................................................................................................04

3. MATERIAIS E MÉTODOS....................................................................................04

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES..........................................................................07

5. CONCLUSÃO........................................................................................................09

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................10

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1. INTRODUÇÃO

Em 1820 o físico Hans Christian Öerted, ao realizar experiências com corrente

elétrica, verificou-se que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua

posição norte-sul quando aproximada de um condutor no qual circulava corrente

elétrica. Após esta observação, reparou que poderia visualizar a relação entre a

eletricidade e magnetismo por meio de um experimento prático, o funcionamento de

um motor elétrico.

Para entender como um motor funciona, deve conhecer um dos principais

dados que serve para a construção do mesmo:

- Imã: corpos que se atraem ou se repele por uma força magnética. Possuem

dois polos, o polo norte e o polo sul, onde os polos iguais se repelem.

- Campo magnético: é a influência de cargas elétricas em movimento e imãs

permanentes. É uma região do espaço onde se manifesta o magnetismo, através das

chamadas ações magnéticas. Essas ações verificam-se a distância e apenas

algumas substancia são influenciadas pelo campo magnético.

- Espira: é um tipo de circuito elétrico que possui diversas funções voltadas,

principalmente, à produção de campo magnético, eletricidade e energia mecânica. É

componente dos gerados de energia elétrica.

- Corrente elétrica: é um fluxo de elétrons que circula por um condutor quando

entre suas extremidades houver uma diferença de potencial. Esta diferença de

potencial chama-se tensão. A facilidade ou dificuldade com que a corrente elétrica

atravessa um condutor é conhecida como resistência.

Quando a corrente elétrica atravessa um fio condutor, cria em torno dele um

campo magnético, esse foi o efeito verificado por Hans Christian Örsted em 1820.

Todo motor elétrico é movido pelo princípio do eletromagnetismo, mediante os

quais os condutores situados num campo magnético e atravessados por correntes

elétricas onde sofrem a ação de uma força mecânica, ou eletroímãs exercem forças

de atração ou repulsão sobre outros materiais magnéticos.

Desta forma, um campo magnético pode exercer força sobre cargas elétrica

em movimento. Como uma corrente elétrica é um fluxo de cargas elétricas em

movimento num condutor, sendo assim, todo condutor imerso num campo magnético

sofre a aplicação de uma força.

O princípio de funcionamento dos motores elétricos é tão importante para a

automação de equipamentos e processos de fabricação quanto os motores a

combustão para os automóveis. Sem eles, simplesmente não haveria automação.

Atualmente, os motores elétricos estão por toda a parte, praticamente tudo que se

move devido à eletricidade usa um motor elétrico CA (corrente alternada) ou CC

(corrente contínua).

Esta atividade prática supervisionada (APS) relatada visa montar um motor

elétrico simples de corrente contínua que utiliza o mesmo princípio de diversos

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aparelhos eletrodomésticos em que todos utilizam motor em seu funcionamento, isto

é, corrente elétrica aplicada provocando o giro da bobina.

2. OBJETIVO

- Montar um motor elétrico simples de correte contínua;

- Aplicar os conhecimentos adquiridos em sala de aula;

- Entender o funcionamento.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 MATERIAIS

- 50 cm de fio de cobre esmaltado

- 2 clips médios

- 1 pilha da marca Panasonic (tipo D) (1,5V)

- 2 imãs de aproximadamente __ cm x ___ cm

- 1 lixa

- 1 fita isolante

- 1 tesoura

3.2 MÉTODOS

Primeiramente fez-se uma bobina, onde enrolou-se o fio de cobre em volta da

pilha por 3 vezes, fazendo um simples nó e deixou-se livre duas pontas com

aproximadamente __ cm de comprimento, em cada extremidade.

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Figura 1 - Bobina

Depois fez-se a raspagem do esmalte do fio de cobre nas extremidades com

uma lixa. Foi feito da seguinte maneira: primeiro raspou-se com uma lixa todo o

esmalte de uma das extremidades, dando uma volta completa e a outra extremidade

foi raspada de meia volto do fio.

Isso porque em um plano ambas extremidades estão raspadas, e em contato

com as tiras, dando contato para a passagem de corrente elétrica. E

consequentemente no outro plano, somente uma das extremidades em contato com

as tiras estará raspada, não permitindo assim a passagem de corrente elétrica.

Figura 2 - Bobina

Depois pegou dois clips, alterando-os na seguinte forma:

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Figura 3 - Clips

Pegou se a pilha e colocou-se um dos clips em contato com a carga positiva e

passou a fita isolante e fez-se o mesmo para a carga negativa com o outro clip.

Figura 4 - Pilha com os clips

Colocando-se os dois imãs na pilha e a bobina no suporte feito com os clips, o

motor elétrico de corrente continua foi-se montado.

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Figura 5 – Motor elétrico pronto

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Nos parágrafos abaixo, mostra-se os passos para o funcionamento do motor

elétrico montado.

Num primeiro momento, os fios raspados estão em contato com as tiras e a

corrente elétrica cria um campo magnético na bobina. Esta bobina por ter liberdade

de rotação entra em movimento, para se livrar da repulsão do imã comum, que está

fixo à sua frente.

Em um quarto de volta a bobina está parcialmente em contato com as tiras e o

campo magnético começa a perder sua força, não deixando assim que a atração do

polo sul da bobina pelo polo norte do imã seja forte o suficiente para frear o

movimento.

Quando a bobina completa meia volta, começaria o processo inverso. Ou seja,

deveria existir um campo atrativo entre a bobina e o imã. Mas isso só aconteceria se

os contatos estivessem ligados. Este contato não é estabelecido, pois, esta atração

frearia ou cessaria o movimento adquirido no primeiro momento.

Completando-se mais um quarto de volta, o contato com as tiras começa a se

restabelece e o campo magnético começa a ganha força. Neste momento a bobina

começa a ser repelida pelo imã comum. Dado o movimento que a bobina já possui,

este ganha nova aceleração.

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Assim o processo continua periodicamente, voltando-se a posição inicial e o

ciclo recomeçando, enquanto existir corrente elétrica passando pela bobina.

Resumidamente, o motor elétrico simples funciona, basicamente, pela

repulsão entre dois ímãs, um natural e outro não natural (eletroímã). É conveniente o

uso de imãs não naturais num motor elétrico, pois há a possibilidade de inversão dos

polos magnéticos, por meio da inversão do sentido da corrente elétrica.

O ímã fixo na pilha (ímã natural) tem um de seus polos voltados para a espira

e quando ela se torna um ímã, passa a existir uma interação entre eles. Quando a

espira tiver o mesmo tipo de polo ao qual está presa, teremos uma força de repulsão

que movimentará a espira. Esse movimento depende, muitas vezes, de um empurrão

inicial.

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5. CONCLUSÃO

- Todo motor elétrico emite campo magnético

- O momento em que as faces de polos opostos estiverem voltadas uma para

a outra, a corrente deixa de passar, pois a extremidade da espira que não está

raspada impede a passagem da corrente. A espira deixa, assim, de ser um ímã

natural, mas mantém seu movimento (giro), devido à inércia. No momento em que a

parte raspada da espira entra em contato com a haste, o processo se reinicia,

possibilitando o movimento constante da espira.

- Um detalhe importante notado é que quando a espira tiver o polo contrário ao

do ímã ao qual está presa, a força que existirá será de atração e o movimento da

espira será amortecido, podendo até resultar no fim de seu movimento.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

UENO, Paulo T. Física no cotidiano . Volume 3 . Editora Didacta.

HAMBURGER, Ernst. W. O que é física. Editora Brasiliense. Coleção Primeiros

Passos. 3ª reimpressão da 6ª edição. São Paulo 2007

LESSA, André. Construção de um motor elétrico didático de corrente contínua.

Disponível em:

<http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem2

_2004/008087Andre-Raggio_RF.pdf>. Acesso em: 13/11/2014