Por Kim Lewis Atualizado em 24 de março de 2022

Construção

Motores elétricos e geradores compartilham uma base comum:um circuito giratório que transporta corrente, ou armadura, situado dentro de um campo magnético. O núcleo de ferro da armadura intensifica o campo interno, enquanto a corrente alternada que flui através do circuito inverte sua direção, mantendo a armadura em movimento perpétuo. À medida que o circuito se move, um fluxo magnético variável induz uma força eletromotriz (EMF), a tensão que alimenta o dispositivo.

EMF, abreviação de força eletromotriz, não é uma força mecânica, mas a diferença de potencial que transforma uma forma de energia em outra. As baterias, por exemplo, convertem energia química em energia elétrica, fornecendo uma fonte de CEM. A magnitude do EMF induzido segue a Lei da Indução de Faraday:quanto mais rápido o campo magnético muda, maior é a tensão produzida.

Geradores CA

Os geradores CA – geralmente chamados de alternadores – convertem energia mecânica em energia elétrica alternada. O movimento rotacional, normalmente fornecido por turbinas a vapor (carvão, petróleo ou gás natural), fissão nuclear ou turbinas hidrelétricas (por exemplo, nas Cataratas do Niágara), gira a armadura. O EMF resultante é uma onda senoidal cuja frequência e amplitude dependem da velocidade de rotação e da força do campo magnético.

Motores CA

Os motores CA realizam o inverso:eles usam corrente elétrica alternada para gerar rotação mecânica. A maioria dos motores CA industriais depende de indução, onde o campo magnético do estator induz correntes no rotor, criando um torque que gira o eixo. A mesma tensão que energiza as bobinas aciona o campo magnético, tornando os motores CA eficientes e robustos para aplicações em larga escala.

Motores e Geradores CC

As versões DC adicionam um comutador – um anel dividido conectado às escovas – que inverte a direção da corrente no momento apropriado. Isso garante a rotação contínua, quer o dispositivo esteja consumindo energia (motor) ou fornecendo energia (gerador). A armadura pode ser acionada por um ímã permanente ou um eletroímã, e o EMF gerado é de corrente contínua.

Motores comparados a geradores

Fundamentalmente, todo motor é um gerador disfarçado:a armadura rotativa produz EMF mesmo quando consome energia elétrica. Em um motor, esse contra-EMF se opõe à tensão aplicada, limitando o fluxo de corrente à medida que a velocidade aumenta. Embora o back EMF reduza o consumo de energia sob carga, também representa uma ineficiência inerente que deve ser gerenciada em sistemas de alto desempenho.