Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ???1 Condições de Utilização do Manual Este manual tem como objectivo servir de apoio aos formandos….. 2 Objectivos específicos do Módulo Descrever a constituição da máquina de corrente contínua. Estabelecer a expressão da força electromotriz. Classificar as máquinas c.c., quanto ao tipo de excitação. Reconhecer as características dos diferentes tipos de máquina c.c.. Identificar a simbologia, a partir da placa de terminais. Calcular potências, rendimento e perdas. 1 Público-Alvo Este manual dirige-se aos formandos do curso …. Activos ou desempregados… Página 1 de 24 Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Índice 1 Condições de Utilização do Manual.........................................1 2 Objectivos específicos do Módulo...........................................1 3 Público-Alvo..........................................................................1 4 Magnetismo..........................................................................3 4.1 Ímanes......................................................................................3 4.2 Campo Magnético......................................................................5 4.2.1 Campo magnético de um íman...............................................................5 4.2.2 Campo magnético terrestre....................................................................6 4.3 Magnetização e Desmagnetização..............................................7 4.3.1 Formação de Ímanes..............................................................................7 4.3.2 Desmagnetização...................................................................................8 4.4 Aplicações dos Ímanes...............................................................8 4.5 Resumo.....................................................................................9 5 Campos Magnéticos criados por correntes............................10 5.1 Correntes em condutores.........................................................10 5.1.1 Corrente num condutor retilíneo..........................................................10 5.1.2 Corrente numa espira...........................................................................12 5.1.3 Corrente num solenóide.......................................................................14 5.2 Ímanes e Eletroímanes.............................................................15 5.2.1 Ímanes e Histerese...............................................................................15 5.2.2 Eletroímanes.........................................................................................16 5.3 Aplicações de Eletroímanes......................................................17 5.3.1 Campainha elétrica...............................................................................17 5.3.2 Telégrafo e Telefone.............................................................................18 5.3.3 Outras Aplicações.................................................................................19 5.3.4 Contactor..............................................................................................19 5.3.5 Contactor – Disjuntor............................................................................20 6 Forças Eletromagnéticas......................................................22 6.1 Força entre Campos Magnéticos e Correntes.............................22 6.2 Forças entre Correntes.............................................................23 6.3 Resumo...................................................................................25 7 Indução Eletromagnética.....................................................25 7.1 F.E.M. e Correntes Induzidas em Condutores.............................26 7.1.1 Lei de Faraday......................................................................................26 Lei de Faraday Página 2 de 24 cidade da Ásia Menor. foram criados os ímanes artificiais. Os ímanes são de formas variadas. a força de atração é pequena e não se pode dar-lhe uma forma conveniente.1). verificou que o magnetismo resulta do movimento de cargas eléctricas. redonda. 1 .2). níquel ou cobalto (1). (figs.1 Ímanes Magneto ou íman é o corpo que possui a propriedade de atrair ferro. etc. onde foi encontrado.Íman reto (pólos com limalha de ferro atraída) Com estes materiais. 2. molibdénio). Deitando limalha (pequenas aparas) de ferro sobre um íman. onde se verificam. as propriedades magnéticas. são chamadas pólos magnéticos do íman. A magnetite. em forma de V. também chamada pedra-íman. o alnico (aço com alumínio. cobalto. 3). rectangular. a ferrite (ferromagnético cerâmico com boro. pois desagrega-se facilmente. níquel e alumínio). 1 e 2). cobalto e algumas ligas compostas destes metais) são chamadas ferromagnéticas. A magnetite não tem qualidades de interesse prático. como mostram as figs. Página 3 de 24 . bário. verifica-se que há uma maior atração junto das extremidades da barra magnética. um mineral de ferro.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? 2 Magnetismo A palavra magnetismo deriva da Magnésia. ou em losango (agulha magnética da fig. há cerca de 2800 anos. podem ser construídos ímanes com qualquer forma e com uma força de atração muito elevada. em forma de U. com a propriedade de atrair ferro. barras retas (fig. é um íman natural. As zonas. a partir de ligas como o aço duro. com maior intensidade. Fig. o ticonal (aço com titânio. níquel e cobalto).. a magnetite. níquel.. em 1820. Oersted. Assim. junto das extremidades. O eletromagnetismo proporcionou um grande progresso à humanidade. ou ferradura (fig. pois existe na natureza já com a propriedade de atrair corpos de ferro. Para aplicações gerais são em barras se secção quadrada. 1 e 2. 1 As substâncias que são atraídas pelos ímanes (ferro. assente numa ponta fina e podendo orientar-se livremente. bipartindo uma barra magnética ficam dois ímanes tendo.Agulha magnética. 3 . Fig. Repulsão quando ficam frente a frente pólos iguais (norte de um íman e norte do outro íman. cada um. o sul de um íman e sul do outro). Quando um íman se pode orientar livremente (fig. verifica-se que uma mesma extremidade desta agulha é atraída por uma das extremidades de um íman e repelida pela outra. Com uma agulha magnética. ou. que aponta para o pólo norte terrestre. verifica-se que há: Atração quando ficam frente a frente pólos opostos (norte de um íman e pólo sul do outro íman). Página 4 de 24 . os dois pólos de um íman são distintos e inseparáveis. então. Portanto. 2 . é designado por pólo norte do íman. Quando se aproximam dois ímanes.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Em cada íman há sempre dois pólos magnéticos que são designados por pólo norte e pólo sul. 3). De facto. os pólos norte e sul. nomes estabelecidos para concordar com os pólos da Terra. A agulha tem orientação próxima da do norte-sul terrestre.Íman em U ou em ferradura (pólos com limalha de ferro atraída) Fig. (fig. 4). o seu pólo. pois cada grão fica magnetizado por estar submetido à influência do íman. verifica-se que os grãos de limalha se orientam. Colocando um íman sob uma placa fina.1. Chama-se campo magnético de um íman.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. A limalha forma um conjunto de linhas de força. Pode-se caraterizar a ação do íman sobre qualquer ponto do espaço à sua volta pela influência magnética ou indução magnética nesse ponto. e peneirando. 5). Página 5 de 24 . e toma o aspecto de uma figura designada por espectro magnético. Se a ponta azulada é repelida 1. 4 .1 Campo Magnético 1. apoiada sobre uma ponta ou suspensa por um fio sem torção. (fig. pode-se verificar a existência de um estado magnético à volta do íman. limalha de ferro. por exemplo de vidro. ao espaço à volta do íman onde se faz sentir a sua influência.Agulha magnética e íman em barra retangular oximar um dos pólos de qualquer íman da ponta azulada da agulha magnética (norte). para essa placa.1Campo magnético de um íman Com uma pequena agulha magnética. 6) é uma agulha magnética.Bússola. Tudo se passa como se.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. que se representa por B e tem a unidade weber por metro quadrado Wb/m2. A densidade do fluxo magnético. no interior da Terra. a causa do campo magnético terrestre. cuja ação se faz sentir em toda a superfície da Terra e tem o seu pólo sul magnético próximo do pólo norte terrestre. chamou-se pólo sul. (a unidade de fluxo antiga. vimento de rotação de eletrões. era: [1 Gs = 10-4 T]. nos ímanes de alnico são atingidas induções magnéticas de 1. no interior do íman vão do pólo sul pa 1. As linhas de indução são curvas fechadas que. enquanto que nos ímanes de aço se atinge 0.2T. unidade SI que tem o nome de tesla T [1 T = 1 Wb/m2]. A bússola (fig. a direção norte-sul magnética faz um pequeno ângulo com a direção norte-sul terrestre que é chamado declinação magnética do lugar. e a sua unidade SI é o weber (lê-se veber). visualizado por limalha de ferro disposta sobre vidro O conjunto total das linhas que saem do pólo norte é chamado fluxo magnético. que aponta aproximadamente para sul.Espectro magnético de um íman em barra reta. ela toma uma posição próxima da direção norte-sul terrestre. Para cada ponto da Terra. . [tesla = weber/m2] B = ϕ/A Por exemplo. o gauss Gs. ou fluxo por unidade de área A. 5 .2 magnético terrestre Leitura Campo Deixando orientar uma agulha magnética. onde estão marcados os pontos cardiais. (anteriormente era usada a unidade maxwell Mx.1T. por tal. à extremidade branca metálica. com símbolo Wb. é chamada indução magnética. existisse um íman natural gigantesco que fosse. sendo 1Wb=108 Mx). (lê-se: fi). encerrada numa caixa. Fig. tem o nome de pólo norte. A extremidade azulada fica aproximadamente orientada para norte e. Toma orientação próxima de norte-sul Página 6 de 24 .1. O fluxo magnético é representado por ϕ. portanto. numa mesma orbital. A magnetização faz-se. Página 7 de 24 . NOTA – Os campos magnéticos dos ímanes são criados pelo movimento dos eletrões dos respectivos átomos. As peças de ferro e de aço extra macio magnetizam-se com muita facilidade. tornando-se ímanes permanentes. pode-se aquecer essa peça até uma temperatura (ponto de Curie). mas. Assim. e. Ao girar sobre si próprio (spin). Como limite da subdivisão. Continuando a subdivisão. verifica-se que cada uma das partes constitui-se como um íman. com um pólo norte e um pólo sul.Íman em U com armadura magnetização difícil. Dois eletrões com spins opostos.Dois ímanes retos com duas armaduras Fig. os seus átomos têm todas as orientações possíveis. O ponto do aço é de 775 0C. anulando-se mutuamente as suas ações magnéticas.1Formação de Ímanes Dividindo a meio um íman. depois. ou por correntes elétricas. criam campos magnéticos que se anulam. O ferro.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? 1. . .2. obteremos sempre ímanes.2. como vimos. fraco. logo que saem da ação desse campo. por isso. os átomos de ferro voltam a orientar-se para que se somem as suas ações magnéticas. não de desmagnetizam com facilidade. origina um campo magnético fraquíssimo. são de Fig. submetendo um corpo à ação de um forte campo magnético. por exemplo. equivalente ao de um de um pequeno dipolo (norte/sul). possui orbitais com um único eletrão. azer com que as linhas de fluxo se fechem sem passar pelo ar. suprimindo o campo excitador. O eletrão. com dois pólos. como veremos mais tarde. mas. Se um corpo não está magnetizado. o que faz dos seus átomos “pequenos ímanes”. perdem quase todo o magnetismo.2 Desmagnetização Para desmagnetizar peças de aço que tenham adquirido um magnetismo que não se deseja. As barras de aço duro. quase desaparecendo o magnetismo da peça. com spins não compensados. alnico e ticonal. origina um campo magnético. O campo magnético pode ser produzido pela presença de ímanes. a partir da qual o material perde as propriedades magnéticas. quando submetidas à ação de um campo magnético. atingiríamos o átomo como sendo o mais pequeno íman. Isto acontece porque. ao girar em torno do núcleo.2 Magnetização e Desmagnetização 1. arranjamos peças de ferro ou de aço macio (a 1. para o níquel o ponto de Curie é de 360 0C e para o cobalto é de 1100 0C. 9). (fig. 9 . O deslocamento dos ímanes pode fazer-se por meio de um botão.3 Aplicações dos Ímanes Os ímanes permanentes têm inúmeras aplicações principalmente depois do aparecimento de ligas especiais com o alnico e o ticonal. ou por meio de uma alavanca. (fig. que é impulsionado nos dois sentidos. não há força atrativa para as peças exteriores.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? A desmagnetização de peças ou aparelhos delicados faz-se metendo e retirando lentamente essa peça do interior de uma bobina onde passa uma corrente alternada. Na posição de repouso as linhas de fluxo fecham-se pelo interior do aparelho e. Na posição de aderência. A base magnética e o prato magnético são constituídos por ímanes de grande força atrativa. (fig. pelo interesse que apresentam para as oficinas de mecânica. 9). obrigamos as linhas do fluxo a fecharem-se pelas peças exteriores. usado em máquinas das oficinas de mecânica O latão comporta-se como se fosse uma camada de ar. 10). 10). as aplicações em bases magnéticas. em pratos magnéticos. (fig. 10 . Fig. por tal. que aciona um parafuso e faz correr os ímanes. Página 8 de 24 . Citaremos. que podem tomar duas posições relativamente ao aparelho. pois nos aparelhos há a interposição de peças de latão.Base para comparador Fig.Prato magnético. 1. cilíndricos ou em barras retangulares. • • • As bússolas são constituídas por agulhas magnéticas contidas numa caixa onde estão marcados os pontos cardiais. Pólos do mesmo nome repelem-se e de nome contrário atraem-se. cobalto ou níquel. peças de aço duro. Permitem determinar o norte geográfico. 1 Campos Magnéticos criados por correntes 1. extra macios e ferros. um campo elétrico. propriedade de atrair corpos que contenham ferro.1 Correntes em condutores A passagem da corrente elétrica num condutor provoca o desvio de uma agulha magnética que estava colocada paralelamente ao condutor. bipartindo um íman. norte e sul. que se encontram junto das extremidades e correspondem às zonas ativas dos ímanes. A magnetização conserva-se nos aços duros.4 Resumo Os ímanes ou magnetos. um movimento orientado de cargas elétricas (eletrões e iões cria um campo magnético. Deixando rodar livremente um íman. à sua volta. (cerca de 1820). A zona intermédia é neutra. alnico e ticonal. realizada pela primeira vez por Oersted. constatando-se que as cargas elétricas estacionárias criam. onde se fazem sentir as ações magnéticas. e é perdida facilmente nos aços macios. a matéria é de natureza elétrica. Os pólos. ficam um pólo sul e um pólo norte. 1). Como já foi tratado. Eletromagnetismo estuda a relação entre o campo elétrico e o campo magnético criado pelas cargas elétricas em movimento. A magnetização consiste em fazer rodar os átomos de um corpo ferromagnético.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? 1. (fig. este orienta-se segundo uma direção muito próxima da direção norte-sul geográfica. Os ímanes devem ser conservados com as linhas do fluxo fechadas por meio de materiais ferromagnéticos. Os ímanes criam à sua volta um campo magnético. mostra que uma corrente elétrica. Esta experiência. ou seja. dandolhes uma orientação comum. Página 9 de 24 . que podem ter várias formas. ou outros materiais. ou de alnico. ou de ticonal. apresentam as propriedades: • • Magnetismo. corresponde à indução magnética.1. em tesla: B= μ. que é dado pelas: • • Regra do saca-rolhas “o saca-rolhas caminha no sentido da corrente e roda no sentido das linhas de força”. O vazio ou o ar têm permeabilidade: μ0=4π107 H/m.Campo magnético criado por um condutor retilíneo A corrente elétrica. em weber. B. os outros. 12 . 11 e 12).1Corrente num condutor retilíneo Considerando um qualquer plano perpendicular ao condutor retilíneo. tem a intensidade H: H=I2π r [A/m=A/m] que. num material com permeabilidade μ.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. Fig. é no vazio: B0=μ0*H ou B0=μ0I2πr [em tesla] O fluxo magnético Φ. ou Regra da mão direita “com o dedo polegar da mão direita apontando o sentido da corrente.H. as linhas de força situadas nesse plano são circunferências concêntricas e têm um sentido.Experiência de Oersted (campo criado por condutor retilíneo) 1. (ver figs. pelo que o desvio da agulha magnética. 11 . cria à sua volta um campo magnético que. de intensidade I. que dista r do condutor. (figs. é para uma posição que tende a ser perpendicular à do condutor. no ponto M. numa área A é: Φ=B0*A (Fluxo magnético=indução*área) Página 10 de 24 . 11 e 12). A indução magnético B. os outros quatro dedos fechados acompanham o sentido do campo”. As linhas de força entram pelo pólo sul de um íman e saem pelo seu pólo norte. em qualquer material é: μ=μr*μ0 [H/m] (henry por metro) (H henry é unidade SI a definir mais tarde). Página 11 de 24 . 14 e 15). (fig. 14 . (figs.1Corrente numa espira Usando um condutor em espira circular. ele desloca-se no sentido das linhas de força pelo interior da espira”.m2) (weber=tesla*m2) Fig. 13 .Corrente circular (espira) Por aplicação da regra do saca-rolhas em vários pontos desse condutor. 14).Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? (Wb=T. verifica-se que se gera um campo magnético em que as linhas de força têm todas o mesmo sentido na zona interior da espira.Indução magnética no ponto M A indução magnética B no ponto M é dada pelo B: no ar é B0=μ0H sendo H=I2πr e μ0=4π107 H/m B0=μ0I2πr em te 1.1. onde se faz passar uma corrente. “rodando o sacarolhas no sentido da corrente. Fig. Solenóide de linhas de indução 1. A permeabilidade do vazio é: μ0=4π*10-7 H/m. é: Φ=B*A [Wb=T.2Corrente num solenóide Solenóide é um conjunto de espiras iguais dispostas. através de uma superfície plana com área A (da secção média da bobina). 16 . 16).1. é um fio condutor enrolado em hélice. (fig. O campo magnético de intensidade H. μ a permeabilidade magnética do material.m2 (weber=tesla*metro quadrado)] sendo B a indução (ou densidade de fluxo) num ponto médio do solenóide. gera-se um campo magnético com a intensidade H=I2r ou H=ID [A/m=A/m] (unidade SI da intensidade do campo magnético [A/m]).Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. Página 12 de 24 .Campo criado por uma corrente circular (espira) No centro da espira de raio r (ou diâmetro D) e com a corrente I. é: H=NIL em unidades SI: [A/m=A/m] A indução B é: B=μ*H ↔ B=μ NIL [em tesla] Exercício: Num solenóide de núcleo de ar de 120 espiras e 18 cm de comprimento passa a corrente de 5A. umas na continuação das outras. num solenóide de N espiras e comprimento L. 15 . há no seu interior uma indução de B=? O fluxo magnético Φ. A indução magnética B no centro de uma espira circular onde passa a corrente I é: B=μH ↔ B=μI2r sendo. pelo que: B0=μ0I2r ou B0=4π*10-7*I2r Fig. criado pela corrente I. a diminuir o campo magnético. criar um campo negativo Hc que se designa campo coercivo. o campo magnético em sentido contrario. verifica-se que. quando a corrente e o campo chegam a zero. agora. Fig. e portanto. todas com o mesmo sentido no interior de cada espira. Página 13 de 24 . dado que o material conserva magnetismo remanescente. Aumentando. 17). 18. e o solenóide comporta-se como um íman. 6. como mostra a fig. a indução B aumenta rapidamente no inicio e vai-se tornando cada vez mais lenta.2. resulta ser criado.2 Ímanes e Eletroímanes 1.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Quando passa uma corrente no solenóide. 17 . obtemos o eletroíman. o que será tratado no capítulo seguinte. ainda se mantém alguma indução remanescente Br. ou seja. Quando uma bobina tem no seu interior uma massa ferromagnética. assim é estabelecido o ciclo de histerese. (fig. é necessário usar uma corrente de sentido contrário e.1Ímanes e Histerese Numa bobina onde passa uma corrente I que vai aumentando. Tendo a bobina um núcleo de material ferromagnético verifica-se que a densidade do fluxo. o material vai sendo novamente magnetizado mas com polaridade oposta. um campo magnético H que também vai aumentando (H=NI/L). as linhas de força. (como mostra a fig. distribuem-se de forma a tomar o aspecto da fig.Eletroíman e sua polaridade 1. há atraso de desmagnetização. portanto. 18). no seu interior. até atingir um valor em que há a saturação magnética do material. Começando a diminuir a corrente na bobina. Para anular a indução remanescente. comunica-se aos átomos do material a energia necessária para que rodem e mudem de sentido. orientam-se segundo outra qualquer direção. 18 . 19 a 21. alguns átomos. ferro puro.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. ciclo de histerese Nota – Ao desaparecer o fluxo magnético que originou a magnetização do material. A permeabilidade μ dos materiais ferromagnéticos depende da indução magnética e o valor é dado em relação ao v μ=μrμ0 O cobalto atinge μr=150. como núcleo de uma bobina. Os eletroímanes adquirem muito melhores propriedades magnéticas do que as bobinas com núcleo de ar. agora já não sujeitos à força magnética. O níquel atinge μr=300. No entanto. O ferro atinge μr=5000 1. Página 14 de 24 . Assim. Este “atraso” na desmagnetização do material é devido a um efeito de inércia para adquirir nova orientação. aço macio. Ao inverter o sentido da corrente elétrica na bobina.2Eletroímanes Usando. forma-se um eletroíman. há átomos que mantêm a direção e sentido adquiridos durante a magnetização. Estes materiais ferromagnéticos têm pequeno magnetismo remanescente pelo que são facilmente magnetizados e facilmente desmagnetizados.2. As suas formas habituais são dadas nas figs.Curvas de magnetização do núcleo ferromagnético numa bobina. as propriedades magnéticas só existem enquanto passa a corrente na bobina. ou ligar de ferro e silício. “O transmissor é uma espécie de alavanca.2Telégrafo e Telefone Com interesse histórico. Em cada estação. vamos tratar: O telegrafo de Morse (inventado em 1844) permite enviar sinais entre duas estações ligadas por um fio. tipos de mesas eletromagnéticas. que tem uma posição de repouso que liga a linha ao receptor”. mais vulgares dos eletroímanes são: as campainhas Fig. é atraída a armadura. As aplicações 1. Neste momento deixa de ser atraída a armadura que. 22. Quando se carrega no botão de pressão do interruptor. volta à primeira posição. e assim sucessivamente. por ter permitido o primeiro contacto à distância entre pessoas.3. Volta a dar-se nova atração da armadura. o que produz novo toque e nova interrupção da corrente. cujo movimento dá origem a um toque do martelo no timbre. fecha-se o circuito. Página 15 de 24 .Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. por ação da mola M.3. Fig. aparelhos de comando e proteção máquinas elétricas. instrumentos de medida e alguns Fig. fazendo-se novo contacto com o parafuso. provocando a interrupção do circuito. portanto. há um transmissor e um receptor. 22 – Campainha 1. elétricas. e pela sua concepção. o que fecha o circuito.1Campainha elétrica A campainha elétrica é constituída como mostra na fig. pelo que passa uma corrente na bobina e. Este movimento desfaz o contacto entre o parafuso de afinação P e a armadura.3 Aplicações de Eletroímanes 1. .3Outras Aplicações Os guindastes. quer em chapa. Fig. Página 16 de 24 . pelo que a armadura grava no papel um traço ou um ponto. a que se dá o nome de diafragma. As letras e os números são representados por um certo número de traços e de pontos. A armadura é uma chapa fina circular. 25 ..Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? O receptor é um eletroíman cuja armadura tem uma ponta que pode gravar numa fita de papel que se encontra em movimento. junto das extremidades. com variação produzida pelo microfone.Circuito do microtelefone 1. ou alnico. usam-se fortes eletroímanes e fechamos o circuito magnético com a peça de aço duro. 24). Os eletroímanes são muito usados em aparelhos de medida e quase em todas as máquinas. (fig. que se pretende magnetizar. em que na extremidade do cabo há um forte eletroíman que pode atingir grandes forças. (fig. constituindo o alfabeto Morse. .Auscultador Fig. a atração sobre o diafragma varia de acordo com a corrente modulada. é constituído por um íman de alnico que tem. fazemos passar uma corrente no eletroíman da estação 2. . são usados para carregar e descarregar massas de algumas toneladas de objetos de materiais ferromagnéticos. etc. 21).Telégrafo de Morse Um auscultador telefónico. No microfone há pequenos grãos de carvão que fazem contacto mais ou menos perfeito conforme a pressão que sobre eles atua. Quando passa uma corrente. quer perfilados.3. Fig. Para produzir ímanes permanentes. Quando se carrega no manipulo da estação 1. o que produz o som. dois núcleos de ferro envolvidos por bobinas. 26. por ação da força atrativa de um eletroíman sobre a armadura enquanto se faz passar uma corrente na sua bobina (bobina de chamada).27 mostra este contactor em esquema. na bobina de chamada. pode ser comandada no local ou à distância. por meio de: • • Interruptor (comando por contacto permanente) Botões de pressão (comando por impulso) A fig. 27 .Contactor com bobina de chamada e os contactos Fig.1. usamos. fig. (note que estes contactos estão assinalados pela posição de repouso).3.4Contactor O contactor é um aparelho destinado a fechar ou abrir. 28). um certo número de contactos. Página 17 de 24 . A ligação ou corte da corrente.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? 1. 26 .1Contactor – Disjuntor Para comando e proteção dos motores que acionam as máquinas-ferramentas. A proteção contra curto-circuitos é feita pelos corta-circuitos fusíveis. um contactor-disjuntor em conjunto com corta-circuitos fusíveis (fig. os quais foram já estudados.Esquema do contactor com bobina e contactos 1. A fig. 22 mostra um contactor com quatro contactos abertos e um contacto fechado. geralmente. Fig. que cortaria o circuito do eletroíman se o movimento da armadura não tivesse realizado o contacto A (em derivação com I). Fig. interrompe-se o circuito do eletroíman. A. 28 . a armadura separa-se. Este movimento da armadura faz vários contactos. 28. quando excitado por uma corrente. Quando se faz pressão sobre ele. desfazendo-se os contactos. que. pelo que o motor para. respetivamente. O botão do comando 0 (desligar) está. da ligação da rede ao motor. Deste modo.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. fechado. normalmente. Logo que deixamos de fazer pressão. atrai uma armadura. por meio dos botões de comando: I (verde) 0(vermelho) O botão de comando (ligar) só estabelece a ligação quando é premido manualmente. Há ainda necessidade de proteger o motor contra sobrecargas. que estabelecem a ligação dos condutores que vêm da rede com os condutores que vão para o motor. como mostra a fig.Esquema de contactor-disjuntor Vimos como se realiza o comando por botões e a proteção contra curto-circuitos das máquinas-ferramentas. assim deixa de ter ação sobre a armadura. o aquecimento seria maior e correr-se-ia o risco de o motor Página 18 de 24 . ligada ou desligada. volta a desfazer-se a ligação. 29 . é constituído por um contactor que. devido a uma mola. A corrente que excita o eletroíman é tirada da rede e. Assim. situações em que o motor absorve uma corrente superior à indicada na sua chapa de características.Contactor-Disjuntor e relés térmicos Um contactor-disjuntor. Fig.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? avariar. o polegar indica o sentido do deslocamento do condutor”. “Entrando o fluxo pela palma da mão e saindo a corrente pelas pontas dos dedos. usam-se disjuntores em baixa tensão. Portanto. do respectivo condutor. a direção e sentido das linhas de indução. então. que pode deslocar-se e se encontra submetido à ação de um campo magnético. produzem-se forças de atração ou de repulsão. verificamos. desse campo magnético e ao comprimento L. da corrente que o percorre. a partir do vetor B. que esse condutor fica sujeito a uma força que o desloca com um sentido que é dado pela “regra da mão esquerda”.A. Para evitar que se mantenham correntes superiores às normais. quando estão em presença campos magnéticos e correntes. Página 19 de 24 .m Newton=tesla*ampere*metro São baseados neste fenómeno os motores de corrente contínua e também alguns instrumentos de medição. 30 . 30). é diretamente proporcional à intensidade I. (confronte com a regra da mão direita). 2 Forças Eletromagnéticas 2. F=B*I*L Força=indução*corrente*comprimento N=T. 30 mostra. Se fizermos passar uma corrente por um condutor.Sentido do deslocamento devido à força magnética A fig. à indução. (fig. B.1 Força entre Campos Magnéticos e Correntes Verificamos já (experiência de Oersted) que uma corrente produz à sua volta um campo magnético. A força que atua sobre um condutor retilíneo que se encontra no interior de um campo B. Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Fig. chamado eletrodinâmico. como mostra a fig. de sentido oposto. repelem-se (as linhas de força. Fig. atraem-se (as linhas de força. condutores com: • • Duas correntes condutores. há uma ação mútua entre eles. o funcionamento dos wattímetros e diversas máquinas. são do mesmo sentido.2 Forças entre Correntes Como as correntes elétricas produzem.Campos magnéticos criados por um íman e por uma corrente 2. Verifica-se que. e repulsiva com correntes de sentidos opostos A força atrativa ou repulsiva entre dois condutores é proporcional ao produto das intensidades das correntes que os percorrem. entre os do mesmo sentido). são Duas correntes condutores. 32 . 31 . à sua volta. campos magnéticos.Força atrativa entre dois fios condutores com correntes do mesmo sentido. Definição da unidade SI de intensidade de corrente Página 20 de 24 . Baseiam-se neste efeito. estando próximos dois fios condutores percorridos por uma corrente elétrica. entre os de sentidos contrários). 32. à superfície da Terra.2 μN tema Internacional de unidades andeza que lhe está associada. a força magnética que vai atuar sobre o condutor “2” será: F=B. "ampère". produz entre eles uma força magnética de 2107 N por cada metro do seu comprimento”. percorrendo dois condutores retilíneos. de secção circular desprezável e colocados no vazio à distância de 1 m.L=1 m. paralelos. Se as correntes têm o mesmo sentido esta força é atrativa Leitura Consideremos duas correntes paralelas I1 e I2. chegamos ao valor da força de interação entre os condutores de comprimento L: F=k2I1I2rL para r=1 m. recorde.I2. cujo valor é. Como vimos em 6. isto significa que. (fig. onde r corresponde à distância entre os fios condutores e k à constante magnética.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? O ampère é definido a partir deste efeito entre correntes ou efeitos eletrodinâmicos: “ampère é a intensidade de um corrente constante que. 33 . é atraída por uma força de 9. em qualquer ponto da corrente I2.L Substituindo. um Página 21 de 24 . nesta equação.se que uma massa de 1 Kg.8N. 33) A=N/m ampère = newton / metro Fig. no vazio. I1=I2=1 Obtemos o valor de F=2107N →F=0. A corrente I1 cria um campo magnético B.Definição da unidade SI de intensidade de corrente. de comprimento infinito. 1/107. o valor de B.1. dado por: B=k2*I1r. d Página 22 de 24 . O ampère é definido a partir destes efeitos entre correntes.1Lei de Faraday A indução eletromagnética foi estudada por Faraday.E. por ação de um campo magnético. paralelos.Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? 1. da corrente que o percorre. com um sentido dado pela regra da mão esquerda.1 F. I. Dois fios condutores paralelos. à indução. e Correntes Induzidas em Condutores 2. percorrendo dois condutores retilíneos. do respetivo condutor. é diretamente proporcional à intensidade.” 2 Indução Eletromagnética As correntes elétricas produzem campos de magnéticos e os campos magnéticos podem produzir correntes elétricas quando há movimento relativo do íman e da corrente. quando percorridos por correntes de sentidos contrários repelem-se. produz entre eles uma força magnética de 2107 N por cada metro do seu comprimento. de comprimento infinito.. percorridos por correntes com o mesmo sentido.M. nas massas magnéticas. atraemse. chamados efeitos eletrodinâmicos: “ampère é a intensidade de um corrente constante que. 2. B. percorrido por uma corrente elétrica. As correntes são induzidas em condutores (fios e enrolamentos das máquinas). L. desse campo magnético e ao comprimento. A força atrativa ou repulsiva entre os dois condutores é proporcional ao produto das intensidades das correntes que os percorrem. A força que atua sobre o condutor que se encontra no interior do campo B. etc. de secção circular desprezável e colocados no vazio à distância de 1 m.1. desloca-se..1 Resumo Um fio condutor retilíneo. Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? Página 23 de 24 . Curso: Máquinas Elétricas de Corrente Contínua Módulo: ??? FICHA TÉCNICA Título: Máquinas Corrente Contínua Autor: Nuno Barros Produção e Concepção: Gabigerh. Lda.2012 Elétricas de Página 24 de 24 . Edição: 1ª .