Posts de — Setembro 2010
Motor de Corrente Contínua (Motor DC) – Teoria (máquinas eléctricas 1/25)
Motores de Corrente Contínua (DC)
Um motor DC simples é apenas constituído por uma bobina que é livre de rodar num campo magnético.
A corrente (contínua) para a bobina é fornecida por uma pilha/bateria, através de duas escovas que, ao movimentar-se, fazem contacto com um anel dividido em partes.
A bobina é colocada perante um campo magnético estacionário, criado, por exemplo, por dois ímanes. As forças provocadas nos fios condutores que transportam a corrente eléctrica criam um
torque na bobina.
Figura 1 Figura 2
A força F num fio de comprimento L, que é atravessado por uma corrente i, quando é posta perante um campo magnético B, é dada por:
F = i x L x B x sen do ângulo entre B e I, que será 90º se o campo for uniforme vertical.
A direcção de F pode ser obtida usando a regra da mão direita, como mostrado na Figura 1.
As duas forças aqui mostradas são iguais e opostas, mas são deslocadas verticalmente, e por isso provocam um torque. (As forças nos outros dois lados da bobina actuam ao longo da mesma linha e por isso não provocam torque.)
(*) Torque não é mais do que uma força rotacional. Pense por exemplo quando está a tentar rodar o volante de um carro para a direita: a mão esquerda faz força para cima e a direita para baixo. Essas forças provocam um torque e fazem o volante rodar.
A bobina pode também ser considerada um dipolo magnético, ou um pequeno íman eléctrico, como é indicado pelas seta S –> N:
Enrole os dedos da sua mão direita na direcção da corrente, e o seu polegar será o pólo Norte.
Na Figura 2, o electroíman formado pela bobina do rotor está representada como um íman permanente, e o mesmo torque (não esquecer que o Norte atrai o Sul e vice-versa) pode ver-se a actuar de modo a fazê-lo alinhar-se com o íman principal/estator.
Repare no efeito das escovas no anel dividido em partes.
Quando o plano da bobina que roda atinge a horizontal, as escovas perdem o contacto com o anel, abrindo-se o circuito, (de qualquer forma, muito pouco é perdido, pois este é o ponto de torque zero – a força actua para o interior).
O momento angular (‘embalagem’) que a bobina carrega consigo fá-la passar este intervalo e a corrente então flui na direcção oposta, o que inverte o dipolo magnético. Assim, depois de passar o ponto de intervalo (ponto morto), o rotor continua a rodar no sentido contrário aos ponteiros de relógio e começa a alinhar-se na direcção oposta, e assim sucessivamente.
O torque gerado num círculo completo varia com a separação vertical das duas forças. Portanto, depende do seno do ângulo entre o eixo da bobina e o campo magnético.
Contudo, devido ao anel dividido em partes, esse torque é sempre no mesmo sentido.
A animação abaixo mostra a sua variação no tempo, e pode pará-la em qualquer ponto e verificar a direcção aplicando a regra da mão direita.
Setembro 30, 2010 Não há comentários
Metrologia – Medição de Temperaturas / Termopares (Parte 2/5)
[… continuação]
Conceitos Básicos Sobre Termopares
Se um condutor metálico qualquer for submetido a uma diferença de temperatura entre as suas extremidades, será observada uma redistribuição de electrões, a qual gera uma tensão eléctrica, cujo valor depende do material condutor usado.
Em 1821, T. J. Seebeck notou que juntando uma extremidade dos dois condutores a tensão eléctrica gerada era a diferença das medidas individuais.
De seguida podemos ver duas animações que explicam o princípio de funcionamento do termopar: o efeito de Seebeck – Efeito Termoeléctrico
Posteriormente foram estabelecidas as leis da Termoelectricidade
Lei do Circuito Homogéneo
A Tensão gerada por um termopar depende apenas da composição química dos metais e das temperaturas entre as junções
Corolário: A tensão gerada não depende do comprimento dos termopares, nem do diâmetro dos fios, nem da temperatura ao longo dos fios
Lei dos Metais Intermédios
A tensão gerada por um termopar não se altera ao inserir no circuito um condutor genérico diferente dos que compõem a junção, desde que as novas junções sejam mantidas à mesma temperatura.
Corolário:
É permitido o uso de contactos de qualquer material condutor nos blocos de ligação do termopar aos respectivos cabos
O material da solda da junta não influi na tensão gerada
Lei das Temperaturas Intermédias
A tensão gerada num circuito termoeléctrico correspondente a uma diferença de temperaturas ΔT é a soma algébrica das tensões geradas por circuitos termoeléctricos intermédios.
Corolário:
Utilização de cabos compensados mais baratos e com as mesmas características eléctricas do termopar, sem causar erros no sinal gerado
Compensação da temperatura ambiente quando uma das junções está a uma temperatura de referência conhecida, por exemplo, gelo fundente a 0 ºC
Respostas de Termopares
A equação genérica que descreve a curva de um termopar é um polinómio de grau n
T = a0 + a1X + a2X^2 + … + anX^n
Onde:
T – temperatura da junta de medição (junta de referência a 0 ºC)
an – coeficiente que depende do tipo do termopar
X – tensão gerada
n – ordem do polinómio
[… continua]
Setembro 28, 2010 Não há comentários
Pára-Raios (Animação Flash)
Veja esta interessante animação, onde poderá compreender o princípio de funcionamento do pára-raios, a forma de criação da electricidade estática, conhecer a experiência do papagaio que permitiu a Benjamin Franklin inventar o pára-raios, e construir o seu próprio pára raios, entre outras coisas.
Tudo isto de forma interactiva, permitindo-lhe assim experimentar, utilizando vários materiais, e vendo de imediato o resultado das suas escolhas, num ambiente virtual cativante.
Setembro 25, 2010 Não há comentários
