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Força eletromotriz reversa (Força eletromotriz reversa)

1831
  • Michael Faraday
Armadura de motor girando em um campo magnético, ilustrando a força eletromotriz posterior no eletromagnetismo.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

À medida que a armadura de um motor gira, seus condutores cortam o campo magnético, induzindo uma tensão de acordo com a lei da indução de Faraday. Essa "força contraeletromotriz" se opõe à tensão principal que aciona o motor. motorSua magnitude é diretamente proporcional à velocidade de rotação do motor ([latex]mathcal{E}_{back} propto omega[/latex]). Esse fenômeno é crucial para a autorregulação da velocidade do motor e do consumo de corrente.

A força contraeletromotriz (FEM) é uma consequência direta do motor também funcionar como um gerador. Enquanto a tensão aplicada causa a passagem de corrente e produz torque (ação do motor), a rotação resultante dos condutores no campo magnético gera uma tensão (ação do gerador). A lei de Lenz determina que essa tensão induzida deve se opor à mudança que a criou, que é o fluxo de corrente da fonte externa. Portanto, ela é chamada de "força contraeletromotriz" ou "contracorrente". força eletromotriz.

A tensão líquida nos enrolamentos da armadura é a diferença entre a tensão de alimentação e a força contraeletromotriz (FCEM): [latex]V_{net} = V_{applied} – mathcal{E}_{back}[/latex]. De acordo com a lei de Ohm, a corrente de armadura é [latex]I_a = (V_{applied} – mathcal{E}_{back}) / R_a[/latex], onde [latex]R_a[/latex] é a resistência da armadura. Na partida, a velocidade [latex]omega[/latex] é zero, portanto [latex]mathcal{E}_{back}[/latex] é zero. Isso resulta em uma corrente de pico muito alta, limitada apenas pela baixa resistência da armadura. À medida que o motor acelera, [latex]mathcal{E}_{back}[/latex] aumenta, reduzindo a tensão líquida e fazendo com que a corrente diminua. O motor estabiliza em uma velocidade constante, onde o torque produzido pela corrente corresponde ao torque da carga. Essa característica inerente de autorregulação é fundamental para o comportamento do motor.

UNESCO Nomenclature: 2212
Eletricidade e magnetismo

Tipo

Fenômeno físico

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • A descoberta do eletromagnetismo por Hans Christian Ørsted
  • Descoberta da indução eletromagnética por Michael Faraday

Aplicações

  • regulação da velocidade do motor
  • frenagem regenerativa em veículos elétricos
  • controle de velocidade sem sensor em bldc motores
  • circuitos limitadores de corrente de partida
  • Sistemas de diagnóstico para saúde motora

Patentes:

    Ideias de Inovação Potencial

    • adaptive regenerative braking systems that maximize energy capture based on real-time back-emf analysis
    • sensorless motor controllers for low-cost drones that use back-emf zero-crossing detection
    • motor diagnostic tools that analyze the back-emf waveform to detect bearing wear or winding faults
    • high-efficiency power converters that use back-emf to dynamically adjust supply voltage
    • back-emf-based haptic feedback systems that simulate textures and resistance
    • educational tools that visualize back-emf in real-time to teach motor principles
    • active stall protection circuits that cut power when back-emf collapses
    • energy harvesting systems from ambient vibrations using the principle of induced emf
    • circuito fechado speed control for medical pumps requiring high precision
    • dynamic load compensation in robotics by monitoring fluctuations in back-emf
    Relacionado a: força contraeletromotriz (FEM), força eletromotriz reversa (FEM), lei da indução de Faraday, lei de Lenz, velocidade do motor, autorregulação, corrente de armadura. gerador elétricoCorrente de pico, força eletromotriz.

    Contexto histórico

    Força eletromotriz reversa (Força eletromotriz reversa)

    1824
    1827
    1831
    1831
    1832
    1834
    1835
    1822
    1827
    1829
    1831
    1831
    1833
    1834
    1836

    (Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

    10º ano aniversário

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