Fisica

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CAPÍTULO 7

MOTORES DE INDUÇÃO

7.1 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
As máquinas elétricas podem ser classificadas em dois grupos:
a) geradores, que transformam energia mecânica oriunda de uma fonte externa
(como a energia potencial de uma queda d’água ou a energia cinética dos
ventos) em energia elétrica (tensão);
b) motores, que produzem energia mecânica (rotação de um eixo) quandoalimentados por uma tensão (energia elétrica), como se vê na Figura 7.1.

Figura 7.1 – Fluxo de energia em motores elétricos.
Geradores e motores só se diferenciam quanto ao sentido de transformação da
energia, possuindo ambos a mesma estrutura básica: um elemento fixo, chamado
estator, e outro móvel, capaz de girar (o rotor). Nesses elementos são fixados
enrolamentos onde a corrente circula:um desses enrolamentos é capaz de gerar os
campos magnéticos necessários ao funcionamento da máquina e é chamado
enrolamento de campo; o outro é chamado enrolamento de armadura (ou induzido, no
caso de geradores).
Em algumas máquinas, a armadura está no estator e o enrolamento de campo no
rotor; em outras ocorre o inverso. O tipo de corrente (CC ou CA) que circula nesses
enrolamentosestabelece qual o tipo de máquina.
A Figura 7.2 mostra os diversos tipos de máquinas disponíveis; dentre todas
elas, destacam-se os motores assíncronos (ou de indução), utilizado na maior parte dos
equipamentos que requerem acionamento elétrico. Por sua importância, resultado de sua
confiabilidade, baixo custo e versatilidade, os motores de assíncronos terão maior
destaque neste curso.
De acordocom Filippo Filho (2002), aproximadamente 40% de toda a energia
elétrica consumida no Brasil é usada para o acionamento de motores elétricos, sendo
que no setor industrial cerca de 50% da energia consumida deve-se a este tipo de
máquina elétrica. Segundo o mesmo autor, há estimativas de que exista grande número
de instalações industriais no Brasil onde mais de 80% do consumo deva-se a motoreselétricos.

ELETROTÉCNICA – Vol. 1

Eurico G. de Castro Neves e Rubi Münchow

Figura 7.2 – A “árvore” das máquinas elétricas

7.2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Na região em torno de um ímã acontecem alguns fenômenos especiais, como a
atração de fragmentos de ferro ou o desvio da agulha de uma bússola. Diz-se que nesta
região existe um campo magnético, o qual pode ser representado porlinhas de indução
(figura 7.3a).
Também ao redor de um condutor percorrido por corrente elétrica existe um
campo magnético, cuja intensidade é diretamente proporcional ao módulo da corrente.
Este campo pode ser intensificado se este condutor for enrolado, formando uma bobina
ou enrolamento (Figura 7.3b). Nesses casos, a intensidade do campo magnético é
diretamente proporcional à corrente.

(a)(b)

Figura 7.3 – Campo magnético: (a) de um ímã; (b) de um enrolamento (bobina)
percorrido por corrente.
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ELETROTÉCNICA – Vol. 1

Eurico G. de Castro Neves e Rubi Münchow

Campos magnéticos são mensurados através de uma grandeza chamada indução
magnética (simbolizada pela letra B), cuja unidade no SI é o Tesla (T). O valor de B é
maior nas regiões onde as linhas estão maisconcentradas.
Denomina-se fluxo magnético (símbolo ) ao número de linhas de indução que
atravessa a superfície delimitada por um condutor (uma espira, por exemplo). Esta
grandeza é medida em Webbers (Wb), no SI.
Em 1831, Michael Faraday descobriu que quando o fluxo magnético em um
enrolamento varia com o tempo, uma tensão u é induzida nos terminais da mesmo; o
valor desta tensão é diretamenteproporcional à rapidez com que o fluxo varia. Então, a
Lei de Faraday (ou Lei da Indução Eletromagnética) pode ser expressa por

uN
onde

d
dt

(7.1)

N = número de espiras do enrolamento
d/dt = taxa de variação do fluxo magnético

Se os pólos de um ímã forem postos a girar ao redor de uma espira, como
representado na Figura 7.4, o fluxo nesta varia com o tempo, induzindo uma...
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