Motor DC
O motor elétrico DC converte energia elétrica em energia mecânica. A corrente elétrica flui através de uma bobina que está sujeita a um campo magnético. Como consequência, é gerada uma força perpendicular à bobina e ao campo magnético, gerando um movimento de rotação. À medida que a intensidade de corrente aumenta, também aumenta a força do campo magnético.
Os motores de escova DC usam escovas de contato que se conectam a um comutador para inverter a direção da corrente. Esses motores são baratos e simples de controlar. A principal desvantagem é sua vida útil reduzida à medida que as escovas se desgastam. O aquecimento da escova e o ruído eletromagnético são outras desvantagens.
Corrente:
Muita corrente danifica o motor. A corrente média que o motor consome com o torque típico é chamada de corrente nominal. A corrente máxima é aquela que o motor pode receber por períodos limitados sem se danificar. Normalmente, esta é a corrente necessária para fazer o motor funcionar a partir da velocidade zero (0 RPM), também chamada corrente de arranque. Os dissipadores de calor são importantes para dissipar o calor e manter a temperatura do motor abaixo dos limites operacionais que, de outra forma, causariam danos permanentes (bobines queimadas).
Tensão:
Quanto maior a tensão, maior o torque. A tensão nominal é o valor típico com o qual o motor deve funcionar. Isso é importante para maximizar a eficiência do motor. Uma tensão mais baixa não é suficiente para movimentar o motor. Uma tensão muito alta pode causar curto-circuitos nos enrolamentos e perda de potência.
Torque:
O torque ou momento de uma força (T = F x d) é a tendência de uma força para girar o corpo ao qual é aplicada. O torque nominal é o torque para o qual o motor foi projetado. O torque de arranque é a quantidade de torque necessária para produzir movimento a partir do motor parado.
Velocidade:
A velocidade é geralmente medida em rotações por minuto (RPM). Os motores DC são mais eficientes em alta velocidade, mas dependem da engrenagem. As engrenagens reduzem a eficiência do motor, por isso é importante projetar / escolher um motor levando em consideração a redução de velocidade e torque juntos.
Componentes:
- Fonte de corrente continua
- Par de “escovas”
- Bobine para gerar campo magnético
- Comutador para inverter corrente
Princípio de funcionamento:
Um motor de corrente contínua é uma máquina que converte energia elétrica CC em energia mecânica.
Quando um condutor de corrente é colocado na presença de um campo magnético, o condutor sofre uma força mecânica.
A direção da força é dada pela regra da mão esquerda de Fleming e a magnitude é dada por;
F = BIL Newtons
De acordo com a regra da mão esquerda de Fleming, quando uma corrente elétrica passa por uma bobina num campo magnético, a força magnética produz um torque que faz girar o motor DC.
A direção dessa força é perpendicular ao fio e ao campo magnético.
Basicamente, não há diferença na construção entre um motor DC e um gerador DC. A mesma máquina DC pode funcionar como gerador ou motor.
Instruções:
Ligue o circuito e observe o motor a girar. Pode adicionar uma polia ao eixo para acionar outros componente mecânico (ex: roda).
Links:
Working Principle of DC Motor (animation of elementary model)
How motors work and how to choose the right motor for any project