Problema 101-2
Fonte: Adaptado do exemplo 1-10 - página 43 -
CHAPMAN, Stephen J. - Livro: Fundamentos de Máquinas Elétricas - 5ª edição - Ed. McGrawHill - 2013.
Considerando o problema anterior (Problema 101-1), encontre:
a) A velocidade de regime permanente caso fosse aplicada à barra uma força de 30 N apontando para a esquerda.
Essa máquina seria um motor ou um gerador?
b) Assuma que a barra esteja sem carga e que, repentinamente, entre em uma região onde o
campo magnético está enfraquecido tendo o valor de 0,08 T. Com que velocidade a barra
se deslocará?
Solução do Problema 101-2
Como a força aplicada está apontando para a esquerda então a força induzida aponta para a direita. E como estamos
em regime permanente, as duas forças tem mesma intensidade e é dada pela eq. 101-01, reproduzida abaixo para maior clareza.
Neste caso, L e B fazem um ângulo de 90° entre si, e como sen 90° = 1, podemos escrever:
Essa corrente, na barra, flui para baixo. Com esse valor é possível calcular a tensão induzida na barra usando a
eq. 101-05, reproduzida abaixo.
Fazendo um pequeno trabalho algébrico nessa equação, obtemos:
Agora, usando a eq. 102-06 e após um trabalho algébrico, encontramos:
Naturalmente que essa máquina opera como motor transformando a energia elétrica da fonte em energia mecânica de movimento da barra.
Se a barra estiver inicialmente sem carga, sabemos que
εind = V = 120 volts. Se a barra atingir repentinamente uma região de campo magnético mais fraco,
vai ocorrer um transitório. Após o transitório, a barra entra em regime permanente e, novamente, vamos obter a situação de
εind = V. Usando esse fato, podemos determinar a velocidade da barra usando a eq. 101-06
com a algebra do item anterior. Assim:
