1 Roteiro elaborado com base na documentação que acompanha o conjunto por: Otávio Augusto T. Dias & Osvaldo Guimarães PUC-SP Motor com polia 12 V DC Montagem e operação na UFES-Vitória. Equipamentos 127 V 220 V Suporte para base variável 02001.00 02001.00 1 Haste, aço inoxidável 18/8, 250mm 02031.00 02031.00 1 Haste de suporte, aço inoxidável, 600 mm 02037.00 02037.00 2 Cabeça guia 02043.00 02043.00 1 linha de pesca, l. 20m 02089.00 02089.00 1 Peso com furo 02245.00 02245.00 1 Chave p/ dois modos, pólo simples 06030.00 06030.00 1 Lâmpadas de filamento 3.5V/0.2A,E10, 10 06152.03 06152.03 1 Suporte para Lâmpada E10, na base prato 06170.00 06170.00 1 multímetro digital 07034.00 07034.00 2 Cabo de conexão, 250 mm, vermelho 07360.01 07360.01 1 Cabo de conexão 250 mm, azul 07360.04 07360.04 2 Cabo de conexão, 500 mm, vermelho 07361.01 07361.01 1 Cabo de conexão, 750 mm, vermelho 07362.01 07362.01 2 Cabo de conexão, 750 mm, azul 07362.04 07362.04 2 Motor, com caixa redutora, 12 VDC e 11610.00 11610.00 1 Cronômetro 24h, 100s 24025.00 24025.00 1
2 1 Objetivo e descrição O motor de corrente contínua está encaixado em uma caixa redutora 5:1. Pode ser facilmente utilizado em qualquer posição com a ajuda de seu poste de montagem e seu material de suporte habitual. A velocidade é ajustada variando-se a voltagem de operação. Rotação para a esquerda ou direita pode ser alternada revertendo a voltagem de operação. O cabo adaptador de roldanas, preso à haste, é utilizado para habilitar outros dispositivos utilizando uma correia, para excitação periódica de outros conjuntos oscilantes. Uma barra magnética pode ser introduzida para experimentos de indução. O motor pode ser utilizado como um gerador acionado manualmente ou por correias. No experimento deste item, o acionamento como gerador é feito por um peso de 750 g dependurado em um fio que enrola-se na polia. Dependendo da posição da chave comutadora, ele pode receber energia de uma fonte de alimentação (podem ser 3 pilhas comuns) e girar no sentido inverso, elevando o peso preso ao fio. Nesse modo de operação, não é recomendável deixar o peso chegar ao fim do curso, pois o motor ficará com o eixo bloqueado e sofrer superaquecimento. 2 Elementos funcionais 1. haste de suporte 2. par de encaixes de 4 mm para conexão de tensão de operação
3 conecte o pólo positivo no encaixe (+) para rotação no sentido da mão direita (vista da haste cabo da caixa redutora). 3. caixa do motor 4. caixa de redutora 5:1 5. cabo adaptador de roldana (ligado à haste da caixa redutora com um pino encaixado) 5.1 tambor para o cabo 5.2 cabo de roldana com encaixe 5.2.1, também para correia. As roldanas têm dois furos excêntricos. O furo menor 5.2.2 é utilizado para encaixe do pino dos excêntricos (1130.04), que pode também ser utilizado como manivela manual no modo gerador. 5.3 cabos de roldanas não excêntricas com encaixes para cabos pequenos 5.3.1; excentricidade de 1,5 mm. O prendedor de imã (11612.00) é parafusado no encaixe axial do furo 5.3.2. na haste do motor. O ponto 5.3.3. é utilizado, por exemplo, para encontrar a velocidade utilizando um estroboscópio. 6 Puxador de segurança com cabo guia para a suspensão de pesos. O puxador pode ser enrolado na caixa do motor quando não estiver em uso. 3 Operação A fonte de alimentação necessária para operação deve ser capaz de alimentar até 3 A. Rotações para a direita ou esquerda dependem da polaridade da conexão. A velocidade desejada é ajustada através da tensão de operação. Os cabos de conexão não podem exceder 3m. Na falta de uma fonte de alimentação, 3 pilhas comuns de 1,5 V (pequenas ou grandes) podem ser usadas. Para evitar sobrecarga no motor, os limites permitidos de operação não devem ser excedidos. Em particular, o torque de carga ou freio, não deve ser muito alto e o motor nunca deve ser bloqueado (máxima corrente contínua de operação 3 A).
4 Diagrama com as ligações e a chave seletora motor/gerador Adicionalmente, colocando na mesma posição e usando-se o mesmo esquema de ligações da lâmpada, pode-se colocar o pequeno motor 07850.10 (figura abaixo) e verificar-se que, ao ser alimentado pela tensão do gerador, transforma energia elétrica em mecânica. As características técnicas desse elemento opcional vão a seguir. Fig.: motor/gerador 07850.10
5 4 Dados técnicos Motor/Gerador 11610.00 Tipo de dispositivo Motor DC Caixa redutora Redução 5:1 Tensão de operação 3...máx. 12V Corrente máx. 3 A Velocidade em vazio máx. 900 rpm Torque aprox. 0,2 N.m Potência aprox. 14 W Eficiência aprox. 42% Dimensões Massa 150 x 130 x 55 (mm) 0,75 kg Motor/Gerador 07850.10 Tipo de dispositivo Intensidade de corrente permanente Intensidade de corrente máxima curto período Tensão máxima de funcionamento Dimensões Motor DC 0.6 A 1 A 9 V (mm 85 85 120) 5 Material opcional Motor com engrenagem 11610.00 Motor gerador 07850.10 Pino de fixação p/ o excêntrico l =50 mm 11030.04 Correia 03981.00 Prendedor magnético com gaiola de segurança 11612.00 Ímã l =72 mm 07823.00, Com o material opcional pode-se acoplar uma pequena correia ao rotor mecânico alimentando-se o outro dispositivo para obter um gerador de tensão.