Força Contraeletromotriz (FCEM) e FEM Líquida em Motores Elétricos
A força contraeletromotriz (FCEM) e a força eletromotriz líquida (FEM líquida) são conceitos essenciais no funcionamento de motores elétricos, especialmente motores de corrente contínua (CC).
Força Contraeletromotriz (FCEM)
- Definição: A FCEM é uma tensão induzida nos condutores da armadura devido ao movimento destes através de um campo magnético. Essa tensão é gerada pela Lei de Faraday e sempre se opõe à corrente elétrica fornecida pela fonte externa.
- Origem: Surge porque os condutores da armadura giram dentro do campo magnético do motor, gerando uma tensão contrária à FEM aplicada.
- Efeito: Reduz a corrente que flui pela armadura, aumentando à medida que a velocidade de rotação do motor aumenta.
Força Eletromotriz Líquida (FEM Líquida)
- Definição: A FEM líquida é a diferença entre a FEM aplicada (tensão fornecida pela fonte externa) e a FCEM gerada no motor.
- Importância no Projeto do Motor: Os motores são projetados para operar eficientemente com a FEM líquida, que é uma fração da FEM aplicada. Por isso:
- A resistência das bobinas da armadura deve ser baixa para evitar perdas excessivas de potência.
- A corrente inicial pode ser alta, mas a FCEM ajuda a regulá-la rapidamente conforme o motor ganha velocidade.
Corrente de Partida e Superaquecimento
- Quando o motor inicia, a velocidade é baixa, e a FCEM ainda não foi gerada. Isso resulta em uma corrente inicial elevada, limitada apenas pela resistência da armadura.
- Para evitar superaquecimento e danos:
- Resistores Temporários: São adicionados ao circuito de partida para limitar a corrente inicial. Esses resistores são removidos conforme o motor acelera, seja automaticamente ou manualmente.
- Controle Manual ou Automático: Garante que a resistência extra seja retirada quando o motor alcançar sua velocidade normal.
Componentes de um Motor CC
- Armadura: Parte rotativa onde a corrente é aplicada, tornando-se um eletroímã.
- Campo: Pode ser um ímã permanente ou um eletroímã, sendo o último preferido por permitir maior controle operacional.
- Comutador e Escovas: Conduzem corrente para a armadura e garantem a reversão da polaridade para manter a rotação contínua.
- Interação Magnética: A interação entre os campos magnéticos do ímã de campo e da armadura gera o torque rotacional.
Funcionamento Dinâmico
- Partida: A corrente inicial elevada é rapidamente reduzida pela FCEM gerada à medida que o motor acelera.
- Operação Estável: Com múltiplos polos na armadura, o motor produz torque constante e uma potência suave, mesmo em altas velocidades.
A FCEM e a FEM líquida são fundamentais para regular a eficiência, a estabilidade e a segurança dos motores elétricos, especialmente em aplicações críticas como nas aeronaves.
