As máquinas elétricas podem ser diferenciadas em dois tipos: rotativas e estáticas. As rotativas correspondem pelos motores e geradores e são amplamente usadas em vários tipos de indústria. As máquinas elétricas rotativas se caracterizam pela conversão de um tipo de energia em outro.

A seguir, vamos explicar melhor o que são as máquinas elétricas rotativas, seus diferentes tipos e como elas funcionam. Se quer saber mais sobre esse tipo de equipamento, acompanhe conosco!

O que são máquinas elétricas rotativas?

Para entender o que são as máquinas elétricas rotativas, primeiramente, precisamos ter o conceito exato de máquinas elétricas definido com exatidão. Pois bem, as máquinas elétricas são todos os equipamentos eletromecânicos que se baseiam no fenômeno da indução eletromagnética e da conversão de um tipo de energia em outro. Elas são divididas em máquinas estáticas e rotativas. As máquinas estáticas são as que não possuem partes móveis em seu funcionamento, como os transformadores.

As máquinas rotativas, por sua vez, se configuram por possuírem um elemento que gira em torno do seu eixo, que é fixo. Elas são formadas por duas partes. A primeira é o estator, parte que é fixa ao solo ou qualquer outra superfície. A segunda é o rotor, parte móvel fixada ao estator e que é responsável pelo movimento que gera a energia do equipamento.

A função básica das máquinas rotativas é, a partir do movimento, transformar um tipo de energia em outra. Em geral, o processo converte energia elétrica em mecânica ou vice-versa. Quanto à sua natureza, elas podem funcionar através de corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA). Apesar de terem aplicações diferentes, os equipamentos em CC ou CA seguem basicamente os mesmos princípios de funcionamento.

As máquinas elétricas rotativas podem ser divididas em dois grandes grupos: motores e geradores. A principal diferença entre esses dois tipos de máquina é a forma como a energia circula dentro deles. Mais adiante, falaremos um pouquinho mais sobre o que são cada um deles e quais as suas aplicações mais comuns.

A seguir, porém, explicaremos melhor quais são as vantagens e principais aplicações das máquinas elétricas rotativas na indústria e nas casas.

Onde e por que usar máquinas elétricas rotativas?

As aplicações das máquinas rotativas são inúmeras. Os motores elétricos servem de base para o funcionamento de muitos equipamentos comuns no dia a dia. Isso inclui eletrodomésticos como as geladeiras, os liquidificadores e os ventiladores, entre muitos outros. Os geradores elétricos também fazem parte do nosso cotidiano. Os exemplos mais comuns são as pilhas, as baterias e os dínamos.

As máquinas elétricas rotativas possuem muitas vantagens, por isso são tão comumente usadas na indústria e nas aplicações domésticas. Uma dessas vantagens é que são extremamente eficientes nas funções que precisam desempenhar. Além disso, são menos poluentes do que máquinas alimentadas a diesel, por exemplo. Portanto, são melhores para o meio ambiente. Tem também o benefício de operarem de forma mais silenciosa do que outras formas de equipamento.

A seguir, falaremos um pouco mais sobre os dois tipos de máquinas elétricas rotativas: os motores e os geradores. É importante lembrar que uma mesma máquina pode cumprir as duas funções. Tudo depende de como é configurado o fluxo de energia em seus componentes internos.

Máquinas elétricas rotativas: motores elétricos

Os motores elétricos trabalham a partir da interação entre campos eletromagnéticos. De forma geral, eles funcionam transformando a energia elétrica da fonte em energia mecânica, fundamental para o funcionamento da máquina em questão. Existem motores elétricos estáticos, que são os com movimentos internos lineares. O motor elétrico rotativo funciona com movimentos internos circulares.

Alguns exemplos comuns de motores elétricos são as máquinas de barbear, os motores de drones e robôs, impressoras e até mesmo elevadores e esteiras rolantes. Eles podem funcionar com corrente contínua ou com corrente alternada. Esse último é mais comum, pois normalmente é o tipo de energia disponibilizada pelas redes públicas.

Os motores de corrente alternada podem ser diferenciados em monofásicos ou polifásicos (que geralmente são trifásicos). Outra diferenciação desse tipo de motor é em síncrono ou assíncrono. Confira a seguir alguns exemplos de motores de cada tipo:

• Corrente contínua (CC):

Exigem uma alimentação constante para funcionar. Embora isso pareça uma desvantagem, eles são usados em casos onde é preciso alternar rapidamente a velocidade de funcionamento da máquina. Geralmente, trabalham com pilhas e baterias. Exemplos comuns são motores de furadeiras sem fio e o motor de arranque de um veículo.

• Corrente alternada monofásica:

São os mais comuns nos eletrodomésticos, e são ativados por apenas um condutor de fase. São úteis para aplicações que exigem potências até, no máximo, três kilowatts. Por isso, são muito comuns em liquidificadores, aspiradores de pó, máquinas de lavar e geladeiras. São aqueles utilizados em 110V ou 220V. Os bifásicos, menos comuns, só podem ser ligados em 220V.

• Corrente alternada trifásica:

Também é chamado de motor de indução. É o mais utilizado por seu baixo custo de manutenção, fabricação e por ser muito mais simples que os motores de corrente contínua. São muito comumente utilizados nas indústrias, pois tem uma potência maior, podendo ser ligados em 220V ou 380V. É usado para esteiras rolantes, elevadores e escadas rolantes também, por exemplo.

• Motores de CA síncronos:

Nesse tipo de equipamento, a velocidade do motor depende da frequência da rede alternada. Por isso, ele funciona em uma velocidade única e constante, independentemente da variação de cargas. São utilizados em diversas indústrias, como em moinhos, britadeiras e bombas de saneamento. Uma de suas desvantagens é que não consegue partir sozinho de uma posição de repouso, dependendo de outro motor de CA ou CC para iniciar a atividade.

• Motores de CA assíncronos:

Nesse tipo de equipamento, existe o que se chama de ‘escorregamento do motor’. Então, ele gira a uma velocidade relativamente menor do que a velocidade de rotação do campo girante do estator. Por serem mais baratos, seu uso é mais comum do que o síncrono na indústria.

Os motores elétricos, portanto, podem ser confeccionados de diversas maneiras, dependendo do orçamento e função esperada do equipamento. A seguir, falaremos um pouco sobre os geradores elétricos, o outro tipo de máquina elétrica rotativa.

Máquinas elétricas rotativas: geradores elétricos

A palavra ‘geradores’ não está 100% correta, pois eles não geram energia, e sim a convertem. Basicamente, os geradores elétricos têm o fluxo de energia oposto ao dos motores. Em outras palavras, se os motores convertem energia elétrica em energia mecânica, os geradores convertem outros tipos de energia em energia elétrica.

Geralmente, a energia utilizada pelos equipamentos é a mecânica. Nesse caso, é o movimento que gera energia elétrica, como verificamos no funcionamento dos alternadores de carro, por exemplo. Existem também casos em que a energia é química, como nas pilhas, ou até mesmo solar, no caso dos painéis de energia solar. Os geradores são a base por trás da energia elétrica que é distribuída pelas redes públicas.

A quantidade total de energia que pode ser fornecida pelo gerador em condições perfeitas é chamada de força eletromotriz. Porém, um gerador nunca opera na quantidade total de sua força eletromotriz. Isso porque o gerador oferece certa resistência, que acaba dissipando parte da energia. Assim, é preciso levar essa dissipação em consideração ao calcular a potência de um gerador.

Agora que você já entendeu o que são máquinas elétricas rotativas e seus principais tipos, vamos falar um pouco mais sobre o funcionamento desses equipamentos. E se você quiser saber mais sobre equipamentos elétricos, sua manutenção e funcionamento, acesse o nosso blog! Lá você encontrará diversos textos que aumentarão seu conhecimento a respeito das máquinas industriais e daquelas que são tão comuns no nosso dia a dia!

Como funcionam as máquinas elétricas rotativas?

Basicamente, o funcionamento de praticamente qualquer máquina elétrica depende de um princípio básico de física: a indução eletromagnética. Esse fenômeno consiste no aparecimento de uma corrente elétrica quando há variação no fluxo que atravessa um condutor imerso em um campo magnético pré-existente.

De forma mais simples, a movimentação do fluxo magnético gera energia mecânica, que por sua vez pode ser transformada em energia elétrica. Depois, o dispositivo pode ou aproveitar essa energia elétrica, no caso dos geradores, ou transformá-la novamente em energia mecânica, no caso dos motores. Então, a construção de uma máquina elétrica rotativa envolve a colocação de ímãs opostos no estator e uma bobina no rotor.

A indução eletromagnética se baseia nos estudos de dois teóricos: Faraday e Lenz. Após ampla experimentação com campos eletromagnéticos, chegaram a princípios básicos que regem o funcionamento desse fenômeno. E, por consequência, das máquinas elétricas rotativas.

O primeiro é que a magnitude da tensão induzida é inversamente proporcional à variação de fluxo. Ou seja, quanto mais o fluxo eletromagnético varia, menor será a corrente produzida pela máquina. Essa máxima é conhecida como ‘Lei de Faraday’. Mais tarde, Henz provou que a corrente tende a manter o fluxo, não importa se ele varia ou se o corpo condutor se movimenta em relação ao fluxo.

A seguir, explicaremos de forma mais detalhada o funcionamento da indução eletromagnética dos motores elétricos e dos geradores elétricos.

Como funcionam os motores elétricos rotativos?

Nos motores elétricos, a ideia é utilizar a eletricidade para criar campos eletromagnéticos. A movimentação desses campos é o que causa a energia mecânica que faz funcionar ventiladores, motores de geladeiras, liquidificadores e demais aparelhos eletrônicos.

O motor é composto por uma bobina e um fio condutor. A bobina é fabricada em materiais condutores de eletricidade, mais comumente o cobre. Quando o aparelho é alimentado por energia elétrica, a bobina cria um campo magnético que se opõe ao campo magnético da parte estática. Essa força de atração se traduz no torque, que é a energia mecânica responsável pelo rotor começar a girar e pelo subsequente funcionamento da máquina elétrica rotativa.

Porém, apenas esse princípio de movimento não basta, porque o motor iria parar quando os polos se alinhassem. Para que isso não aconteça, é preciso que a direção do fluxo magnético seja invertida de forma constante. Esse processo é o que diferencia os motores de corrente contínua e os motores de corrente alternada.

• Corrente Alternada

Nesse tipo de motor, a mudança de fluxo ocorre várias vezes por segundo. A alteração do polo positivo e negativo é o que faz com que o rotor continue girando. Essa mudança constante é possível porque o equipamento está sendo alimentado constantemente através da tomada. Portanto, é o funcionamento básico dos aparelhos comumente chamados de ‘com fio’.

• Corrente contínua

Já nos motores de corrente contínua, que são alimentados por bateria, o processo se dá de forma um pouco diferente. Para ocorrer a mudança de fluxo, é preciso instalar uma peça extra no motor. Esse componente, chamado de comutador, faz a troca da direção da corrente e gera o movimento.

Para resumir, os motores elétricos precisam da eletricidade para gerar campos eletromagnéticos opostos entre si, cuja força de repulsão gera energia mecânica. Você verá a seguir que os geradores seguem literalmente o processo inverso.

Como funcionam os geradores elétricos rotativos?

Os geradores são literalmente a versão contrária dos motores. Basicamente, eles utilizam de energia mecânica (como a trazida por um rio, ventos ou um motor externo, por exemplo) para girar o seu rotor. A partir do giro, a bobina interna do gerador gera o campo eletromagnético. Esse campo induz uma tensão que, ao passar pelo fio condutor, faz com que a corrente elétrica circule pelos enrolamentos e pela carga.

Assim como os motores, os geradores elétricos podem funcionar por corrente contínua ou por corrente alternada. A corrente alternada é a mais comum nas usinas elétricas, pois é a energia natural gerada pela movimentação dos elétrons na bobina do estator.

A corrente contínua é gerada por aparelhos comumente chamados de dínamos. Para gerar corrente contínua, é necessário que haja um componente, chamado de coletor, que corrija o fluxo de forma a mantê-lo unidirecional.

Gostou das informações que trouxemos sobre as máquinas elétricas rotativas e seu funcionamento? Ficou ainda com alguma dúvida em relação a esses equipamentos? Então entre em contato conosco e deixe sua opinião nos comentários! E se quiser mais informações a respeito de diversos equipamentos elétricos e seu funcionamento, acesse nosso blog e leia mais informações!