Motores monofásicos

Os motores monofásicos são umas máquinas rotativas que transformam a energia elétrica em energia mecânica. As suas características são:

- A potência empregada no eixo é inferior a 3 kW.

- O seu circuito dispõe de dois fios pelos quais circula a corrente.

- Possui uma potência de 10 hp.

O motor monofásico funciona da mesma forma que o motor trifásico. Por este motivo, estes baseiam-se no princípio de atração e repulsão entre o íman e o núcleo da corrente elétrica.

O motor monofásico a 220 V

Os motores monofásicos de 220 volts de CA empregam-se para o bombeamento de água dos poços. No entanto, uma das aplicações mais habituais no nosso dia a dia é no ar condicionado.

Partes dos motores monofásicos

As partes constituintes de um motor monofásico são:

- Estator → é a parte fixa do motor que contém um núcleo feito de chapa de aço.

- Rotor → é a parte do motor na que se encontram as barras metálicas que conduzem a eletricidade.

- Escudos → cumprem a função de suporte para o rotor.

- Carcaça → é a parte que protege os elementos internos do motor.

- Interface rotativa → parte do motor que permite a circulação da tensão.

O motor de indução monofásico é um tipo de motor com uma versão de motores síncronos com rotor em gaiola de esquilo. Este tipo de motor consta de dois campos magnéticos que giram em sentido contrário. Além disso, têm os seus polos de forma saliente. Há vários tipos de motores de indução, como:

• Motor de indução de fase auxiliar

• Motor de indução de arranque por condensador

• Motor de indução de arranque cujo funcionamento é com condensador

• Motor de indução de polo sombreado

Tipos de motores monofásicos:

-Fase dividida = nesta fase encontramos: o enrolamento auxiliar e o enrolamento de arranque. Enquanto que o enrolamento auxiliar é necessário para arrancar o funcionamento do motor, o enrolamento de arranque apenas é necessário para o momento de arranque.

-Fase dividida com arranque por condensador = há um condensador que é conectado ao enrolamento de arranque da fase anterior.

-Fase de espiras em curto-circuito = nesta fase pode haver uma alteração na posição do rotor dentro do estator.

Onde é que os podemos encontrar?

Os motores monofásicos podem ser destinados a usos não industriais, como em casas ou escritórios; e também podem ser encontrados em máquinas de perfuração, misturadores ou compressores.

Magnetismo induzido

O magnetismo induzido é um material magnético não imanado que entra em contacto com o polo de um íman permanente. Consequentemente, o material não magnetizado converte-se num íman. A partir do momento que o campo magnético se desvanece, o magnetismo do íman desaparece. O magnetismo induzido consiste na indução de magnetismo ao material que não o tem.

Os domínios magnéticos que se encontram dentro são alinhados durante um momento no sentido de um campo magnético externo a este.

A magnetização induzida é proporcional à intensidade do campo magnético do íman que induz o magnetismo, ou seja, quanto maior for a intensidade do campo original, maior será a magnetização induzida.

A intensidade do campo magnético pode ser determinada mediante a lei de Faraday.

A indução magnética é a medida pela qual se mede a concentração do fluxo magnético. O fluxo magnético é a quantidade de linhas do campo magnético que se encontram numa superfície. Para obter a indução magnética devemos aplicar as seguintes fórmulas:

• Caso se encontre num meio magnético:

B = µ·H

• Caso se encontre em vazio:

B₀ = H

Para conhecer o fluxo magnético, devemos aplicar:

Φ = fluxo magnético

B = campo magnético em Tesla

S = superfície

Ímanes induzidos

Os ímanes induzidos são elementos que possuem um magnetismo induzido. Os ímanes temporários ou induzidos estão elaborados com materiais magnéticos suaves, como o ferro, o cobalto e o níquel. Estes ímanes podem ser magnetizados e desmagnetizados. Um exemplo básico seria um eletroíman ou uma bobina. As correntes induzidas são o tipo de corrente da indução eletromagnética. Isto acontece quando uma corrente elétrica, mudando o potencial da sua polaridade.

Diferença entre um íman induzido e um íman permanente

Por um lado, um íman induzido é um íman temporário que apenas pode manter a carga magnética durante um período de tempo se tiver sido submetido previamente a uma força magnética. Pelo outro lado, o íman permanente mantém sempre a sua carga, pelo que nunca a perde.

Os exemplos mais comuns do magnetismo induzido são:

• Clipes
• Baterias elétricas
• Geradores
• Transformadores

A experiência de Gilbert e o magnetismo induzido

Gilbert, através de correntes, colocou duas barras de ferro colocadas paralelamente em cima de uma esfera. Ao observá-las, apercebeu-se que as duas barras se repeliam.

O modelo clássico dos eletrões livres

O modelo clássico dos eletrões livres consiste em átomos metálicos dispostos numa estrutura cristalina que é capaz de vibrar. Este eletrão tem uma perceção dos eletrões como se fossem gases. Ao contrário das moléculas de gás comuns. Este tipo de eletrões denomina-se assim porque têm cargas livres.

A velocidade do eletrão livre é 0 (zero) e encontra-se com a ausência do campo elétrico. A partir do momento que aparece um campo elétrico, os eletrões livres dirigem-se para o potencial positivo.

Esta teoria explica por que razão os metais têm a capacidade para conduzir a eletricidade. Nesta teoria, mais de metade dos elementos que se encontram na tabela periódica são metais.

Tipo de estrutura:

O modelo de eletrão livre mostra o comportamento dos eletrões de valência numa estrutura cristalina de um metal sólido. Existem 3 tipos de estruturas cristalinas:

- BCC → Estrutura cúbica centrada, os átomos encontram-se nos vértices no centro do cubo.

- FCC → Estrutura cúbica de faces centradas, os átomos encontram-se nos vértices e nas faces do cubo.

- HCP → Estrutura hexagonal compacta, ao contrário das estruturas anteriores, esta situa-se no vértice de um prisma com forma hexagonal, tal como podemos ver na seguinte imagem:

Tipos de modelos e teorias

No modelo clássico dos eletrões livres podemos encontrar vários modelos:

- O modelo de Drude → Entre os impactos, os eletrões fazem um movimento livre com a ausência de relação com outros eletroímanes. A aproximação dos eletroímanes de forma independente também se conhece como eletrões livres.

- O modelo de Sommerfeld →Neste modelo, os eletrões não têm nenhum tipo de relação com os núcleos atómicos, sendo estes eletrões parecidos a partículas livres.

Existem 3 teorias de eletrão livre:

1. Teoria clássica do eletrão livre = esta teoria foi a primeira a aparecer em 1900 e a que contém eletrões livres que se encarregam da condutividade elétrica.

2. Teoria quântica do eletrão livre = partindo da teoria anterior, esta teoria, criada em 1928, estabelece que os eletrões se deslocam livremente com um potencial constante.

3. Teoria da zona = aqui encontramos que o potencial tem proporção com três. Esta teoria é conhecida como a teoria de bandas de sólidos.