ATPS Conversão Eletromecânica

FACULDADE ANHANGUERA DE  SÃO JOSÉ DOS CAMPOS[pic 2]

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

Alan Carlos Diniz Marcelino

Anhanguera Educacional

RA. 6845482823

Lincoln Luiz Fudoli

Anhanguera Educacional

RA. 6842471610

Cosme Araujo de Oliveira

Anhanguera Educacional

RA. 6275283570

Eder Nunes da Silva

Anhanguera Educacional

RA. 6845496800

Cláudio Rosa de Oliveira

Anhanguera Educacional

RA. 7247595518

Cleiton Gonçalves

Anhanguera Educacional

RA. 5667143428

                           

Professor orientador:

Gledson Villarta

Anhanguera Educacional

[e-mail]

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

Experimento prático de Conversão Eletromecânica de Energia. Aplicado nas diversas áreas da indústria, siderúrgica e metalúrgica, onde se têm a necessidade de conversão da energia elétrica em mecânica.

RESUMO

O desafio deste experimento consiste em projetar e construir um motor elétrico para representar seu funcionamento e ilustrar as atuações dos campos magnéticos na transformação da energia elétrica em mecânica.

ABSTRACT

The challenge of this experiment is to design and build an electric motor to represent their operation and illustrate the actions of magnetic fields in the transformation of electrical energy in to mechanical.

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INTRODUÇÃO

A conversão de energia consiste em transformar uma forma de energia em outra, afim de satisfazer suas necessidades de aplicação.

Conhecendo suas propriedades e suas variáveis, podemos calcular suas formas para equilibrar e converter as energias.

Segundo o Professor Dr. Clodomiro Unsihuay Vila da UFPR (Universidade Federal do Paraná) do Departamento de Engenharia Elétrica: “Não se pode criar ou destruir a energia, apenas muda-la de forma”.

ETAPA 01

PASSO 01

CONVERSÃO DE ENERGIA

A teoria sobre conservação de energia nos mostra dois sistemas:

Sistema Conservativo: Esse sistema trabalha sem atrito e sem resistência do ar, somente com força elástica, força elétrica, peso, etc. Exemplo: Se estou no ponto A e vou para o ponto B, a energia total de A e igual a B.

Energia total = EC + EP. (Cinética + Potencial). ETA = ETB

Sistema Dissipativo: Nesse sistema existe atrito e sofre resistência do ar, ou seja, ocorre perda de energia. Exemplo: Se saio do ponto A para o ponto B, no meio do caminho perco energia. Então podemos ver que ETB, é menor que ETA. (ETB < ETA)

Essa diferença de energia se dá a quanto o atrito roubou de energia. De forma matemática podemos ver através da seguinte expressão: EFinal = EInicial - WAtrito

Em 1842, Julius Robert Mayer apresentou o modelo de conservação de energia. Dizendo que quando uma energia é perdida em uma reação, ela é transformada em uma energia de outro tipo. Assim como na conservação da massa, em um sistema completamente fechado, a energia permanece a mesma. Só que no caso da energia, o sistema precisa ser isolado termicamente para evitar perda em forma de calor. Vamos exemplificar uma situação:

Se segurarmos um martelo do alto de uma escada e o mantivermos parado, ele possuirá apenas a energia potencial do seu peso e a força da gravidade. Que podemos calcular pela fórmula: M.g.h (Massa do Martelo x Aceleração da Gravidade x Altura da Escada). Agora quando soltamos o martelo, ele cai por toda a altura da escada. A medida que sua altura vai diminuindo com a queda, ele perde energia potencial, que vai se transformando em energia cinética.

Outro exemplo é usado nas usinas hidrelétricas. A energia potencial da queda d’água para girar a turbina (Energia Cinética), que por sua vez, produzem energia elétrica.

DISPOSITIVOS DE CONVERSÃO

Todo processo de conversão eletromecânica de energia é realizado através do campo elétrico ou magnético de um dispositivo de conversão. E embora os vários dispositivos de conversão funcionem seguindo o mesmo principio, a estrutura dos dispositivos depende da sua função.

Os transdutores, por exemplo, são aplicados nas medições e controle. Geralmente seu funcionamento é linear, ou seja, a saída é proporcional à entrada. E com sinais relativamente pequenos, como microfones, sensores de temperatura, de pressão, etc.

Já os atuadores produzem força, como exemplo: Relés, eletroímãs, motores de passo, etc.

Outra categoria de dispositivos de conversão é a de conversão continua de energia, que são os motores e geradores. Enquanto que nos atuadores e transdutores, a prioridade é sua fidelidade nos motores e geradores, sua prioridade é o rendimento.

TIPOS DE ENERGIA

A energia é conservada, não se pode cria-la ou destruí-la. O que se pode fazer é transforma-la. Então o grande desafio é transformar formas de energia abundantes em energia necessária para nós. Por exemplo: Converter a energia química da gasolina em energia cinética, para movimentar os veículos.

Abaixo temos alguns tipos de energia:

• Cinética (Energia de movimento)
• Potencial (Energia de posição. Exemplo: Água armazenada em uma represa)
• Elástica (Energia de Posição. Exemplo: Mola)
• Calor (Energia térmica)
• Química (Energia de posição. Exemplo: Gasolina)
• Radiante (Luz e calor. Exemplo: Sol)
• Nuclear (Proveniente da quebra de átomos. Exemplo: Potencia atômica)
• Elétrica (Aquela que faz seu computador funcionar)
• Sonora (Energia mecânica)

BALANÇO DE ENERGIA

Consiste em saber o quanto de uma energia é necessária para gerar outra, portanto, entrada e saída do sistema em observação. Por exemplo: Quanto de carvão deve ser queimado para gerar vapor, para movimentar uma turbina e produzir eletricidade suficiente para uma população de 100 mil habitantes?

Perguntas como esta estão presentes em toda conversão de energia e podem ter soluções a partir da formação e aplicação de balanço de energia.

PASSO 02

NÚMEROS COMPLEXOS: Polar e Retangular