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De acordo com a lei de Ohms, a corrente (I) através de um fio condutor é diretamente proporcional à tensão aplicada (V) e à resistência do fio (R). Essa relação não muda se o fio estiver enrolado em um núcleo para formar o rotor de um motor elétrico. Em forma matemática, a lei de Ohms é V = IR ou, para colocar corrente e resistência em lados diferentes do sinal de igual, I = V ÷ R. A resistência do fio depende do seu diâmetro, comprimento, condutividade e temperatura ambiente. O fio de cobre é usado na maioria dos motores e o cobre tem uma das condutividades mais altas de qualquer metal.
TL; DR (muito longo; não leu)
A lei de Ohms diz que a corrente através de um fio - mesmo um fio longo enrolado em um solenóide do motor - é igual à tensão dividida pela resistência. Você pode determinar a resistência de uma bobina do motor se souber o medidor de fio, o raio do solenóide e o número de enrolamentos.
Resistência do fio
A lei de Ohms diz que você pode calcular a corrente através de um enrolamento do motor se souber a tensão e a resistência do fio. A tensão é fácil de determinar. Você pode conectar um voltímetro nos terminais da fonte de alimentação e medi-lo. Determinar a outra variável, resistência do fio, não é tão simples, porque depende de quatro variáveis.
A resistência do fio é inversamente proporcional ao diâmetro e à condutividade do fio, o que significa que aumenta conforme esses parâmetros diminuem. Por outro lado, a resistência é diretamente proporcional ao comprimento e temperatura do fio - aumenta à medida que esses parâmetros aumentam. Para tornar as coisas ainda mais complicadas, a própria condutividade muda com a temperatura. No entanto, se você fizer suas medições em uma temperatura específica, como a temperatura ambiente, a temperatura e a condutividade se tornarão constantes e você precisará considerar apenas o comprimento do fio e seu diâmetro para calcular a resistência do fio. A resistência (R) torna-se igual a uma constante (k) multiplicada pela razão entre o comprimento do fio (l) e o diâmetro (d): R = k (l / d).
Comprimento e bitola do fio
Você precisa saber o comprimento do fio enrolado em um solenóide do motor e o diâmetro dos fios para calcular a resistência. No entanto, se você conhece o medidor de fio, conhece o diâmetro, porque pode procurá-lo em uma tabela. Algumas tabelas ajudam ainda mais, listando a resistência por comprimento padrão para os fios de todos os medidores. Por exemplo, o diâmetro do fio de bitola 16 é de 1,29 mm ou 0,051 polegadas e a resistência por 1.000 pés é de 4,02 ohms.
No final do dia, tudo o que você realmente precisa é medir o comprimento do fio, assumindo que conhece o medidor de fio. Em um solenóide do motor, o fio é enrolado várias vezes ao redor de um núcleo; portanto, para calcular seu comprimento, são necessárias duas informações: o raio do núcleo (r) e o número de enrolamentos (n). O comprimento de um enrolamento é igual à circunferência do núcleo - 2πr -, portanto, o comprimento total do fio é n • 2πr. Use esta expressão para calcular o comprimento do fio e, depois que você souber, poderá extrapolar a resistência de uma tabela de resistência.
Calcular a corrente
Conhecendo a tensão aplicada e calculando a resistência do fio, você tem tudo o que precisa para aplicar a lei de Ohms para determinar a corrente que flui através da bobina. Como a força da corrente determina a força do campo magnético induzido da bobina, essas informações permitem quantificar a potência do motor.