Por que a transferência de energia do elétrico para o cinético em um motor não é 100 %?
A transferência de energia da energia elétrica para a cinética em um motor nunca é 100% eficiente devido a vários fatores:
1. Perdas de resistência: *
Perdas de cobre: Os fios no motor têm resistência, o que faz com que alguma energia elétrica seja perdida como calor. Isso é proporcional ao quadrado da corrente que flui através dos fios.
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Correntes de redemoinho: Essas são correntes induzidas nas partes metálicas do motor devido à alteração dos campos magnéticos. Eles causam aquecimento e perda de energia.
2. Perdas magnéticas: *
Perda de histerese: Quando o campo magnético no motor muda, os domínios magnéticos dentro do núcleo de ferro precisam realinhar, causando alguma perda de energia como calor.
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vazamento magnético: Parte do fluxo magnético produzido pelo motor não contribui para a produção de torque, mas escapa para o ar circundante, levando à perda de energia.
3. Perdas mecânicas: *
atrito: Há atrito nos rolamentos, escovas (se houver) e outras partes móveis do motor, que converte alguma energia cinética em calor.
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Ventro: As peças móveis no motor criam resistência ao ar, resultando em perda de energia.
4. Outros fatores: *
Perdas de comutação: In DC motors, the commutation process (switching current between coils) can lead to energy losses.
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Cogging: Em alguns motores, o campo magnético pode criar um efeito "cog", levando a torque irregular e perda de energia.
5. Perdas de carga perdida: São perdas diversas devido a fatores como vibração, ruído e interferência eletromagnética.
Geral: A eficiência de um motor é a razão entre a potência mecânica de saída para a energia elétrica de entrada. It can be expressed as:
eficiência =(potência mecânica de saída) / (energia elétrica de entrada) Devido às várias perdas mencionadas acima, a eficiência de um motor está normalmente na faixa de 70% a 95%, dependendo do tipo e design do motor. Motores de eficiência mais alta podem atingir valores mais altos, mas 100% de eficiência é impossível.
Melhorando a eficiência motora: *
usando fios e materiais de baixa resistência: Isso minimiza as perdas de cobre.
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otimizando o design magnético: Isso reduz as perdas magnéticas, minimizando a histerese e o vazamento.
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reduzindo o atrito: O uso de melhores rolamentos e a lubrificação ajuda a reduzir o atrito.
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Melhorando a comutação: Em motores DC, melhores sistemas de comutação podem minimizar as perdas de energia.
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Usando materiais de alto desempenho: Isso pode reduzir as perdas de corrente de Foucault e aumentar a eficiência.
Ao minimizar essas perdas, a eficiência dos motores pode ser melhorada, mas nunca atingirá 100%.