Máquinas CC

MÁQUINAS CC
Aspectos Construtivos

Sumário
1. Introdução
2. Princípio de funcionamento.
a. Máquinas homopolares
b. Máquinas heteropolares
3. Máquinas reais
a. Rotor
i. Anel de Gramme ii. Enrolamento em tambor
1. Enrolamento embricado
2. Enrolamento ondulado
3. Enrolamento autoequalizado ou Frog Leg
b. Comutador e escovas
i. Escovas ii. Tipos de comutação
1. Comutação linear
2. Atrasada
3. Acelerada
4. Senoidal
c. Reação da armadura
4. Tipos de excitação
a. Excitação série
b. Excitação shunt
c. Excitação separada ou independente
d. Excitação composta
i. Short shunt ii. Long shunt
5. Referências

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1 Introdução
As máquinas CC (corrente contínua) são geradores que convertem energia mecânica em energia elétrica de corrente continua ou motores que convertem energia elétrica de corrente continua em energia mecânica. Internamente as máquinas CC parecem com as máquinas AC, pois dentro dela existem tensões e correntes alternadas, porém existe um mecanismo nas máquinas CC, que convertem as tensões internas AC, em CC.
O princípio de funcionamento das máquinas CC, se baseia em alguns fenômenos eletromagnéticos.
Um deles é o chamado Força de Lorentz.
Heaviside em 1889, descobriu que se uma partícula com carga 𝑞 se mover com uma velocidade 𝑣, na presença de um campo elétrico 𝐸 e um campo magnético 𝐵, esta sofrerá uma força:
𝐹 = 𝑞[𝐸 + (𝑣 × 𝐵)]
Assim, um fio que conduz uma corrente I exposto a um campo magnético B, sofrerá uma força igual a: 𝐹 = 𝐼 ∫ 𝑑𝑙 × 𝐵
No caso de o condutor ser retilíneo a equação pode ser simplificada para:
𝐹 = 𝐼𝐿 × 𝐵
Onde L é o comprimento do condutor.
Outro princípio eletromagnético usado é a lei de indução de Maxwell-Faraday. Esta lei nos diz que se um circuito fechado, formado por condutores estiver exposto a fluxo magnético variante no tempo, irá surgir uma FEM (força eletromotriz), no condutor:

𝐹𝐸𝑀 = −

𝑑𝜑𝐵
𝑑𝑥

Se uma bobina de condutores com N enrolamentos, for exposta ao fluxo magnético variante, teremos: