Fórmulas de Motores e mecânica
As fórmulas de motores e mecânica relacionam o binário, a velocidade, a tensão e a potência em máquinas rotativas. Estas calculadoras ajudam-no a dimensionar motores e acionadores e a prever o desempenho sob carga. Fazem a ponte entre o lado elétrico e o lado mecânico dos sistemas de movimento.
Calculadoras de Fórmulas de Motores e mecânica
- Potência Mecânica do Motor P = τ × ω Torque 5 mN·m, Angular Velocity 9.549 RPM → Power = 5 mW
- Binário do Motor τ = Kt × I Torque Constant 11 mN·m, Current 2 mA → Torque = 0.022 mN·m
- Velocidade do Motor n = (V − I×R) / Ke Supply Voltage 0.33 V, Current 2 mA, Winding Resistance 1 Ω, Back-EMF Constant 1 × 10⁻⁴ V/(rad/s) → n = 3280 rad/s
- Binário de Saída por Relação de Engrenagens τout = τin × N × η Input Torque 11 mN·m, Gear Ratio 0.025, Efficiency 5.5 % → Output Torque = 0.01513 mN·m
- Tensão de Força Contra-Eletromotriz Vemf = Ke × ω Back-EMF Constant 0.025 V/(rad/s), Angular Velocity 9.549 RPM → Back-EMF Voltage = 25 mV
- Eficiência do Motor η = Pmech / Pelec Mechanical Output 10 mW, Electrical Input 22 mW → Efficiency = 45.45 %
- Dinâmica Rotacional τ = J × α Moment of Inertia 0.025 kg·m², Angular Acceleration 0.055 rad/s² → Torque = 1.375 mN·m
- Ângulo de Passo do Motor de Passo θ = 360 / (steps × microstep) Full Steps/Rev 0.025, Microstep Divisor 0.055 → Step Angle = 261800 °
- Conversão Kv para Kt de Motor BLDC Kt = 9.549 / Kv Velocity Constant (RPM/V) 0.055 → Torque Constant (N·m/A) = 173.6
- Potência (Mecânica) no Veio P = τ × 2π × n / 60 Torque 5 mN·m, Speed (RPM) 0.025 → Mechanical Power = 13.09 µW
- Binário de Carga do Servo T = F × d Force 0.025, Moment Arm 0.1 mm → Torque = 0.0025 mN·m
- Tensão Efetiva do Motor por PWM Veff = Vcc × D Supply Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Effective Voltage = 18.15 mV
Resultado resolvido para cada fórmula de Motores e mecânica
| Fórmula | Expressão | Resultado resolvido |
|---|---|---|
| Potência Mecânica do Motor | P = τ × ω | Torque 5 mN·m, Angular Velocity 9.549 RPM → Power = 5 mW |
| Binário do Motor | τ = Kt × I | Torque Constant 11 mN·m, Current 2 mA → Torque = 0.022 mN·m |
| Velocidade do Motor | n = (V − I×R) / Ke | Supply Voltage 0.33 V, Current 2 mA, Winding Resistance 1 Ω, Back-EMF Constant 1 × 10⁻⁴ V/(rad/s) → n = 3280 rad/s |
| Binário de Saída por Relação de Engrenagens | τout = τin × N × η | Input Torque 11 mN·m, Gear Ratio 0.025, Efficiency 5.5 % → Output Torque = 0.01513 mN·m |
| Tensão de Força Contra-Eletromotriz | Vemf = Ke × ω | Back-EMF Constant 0.025 V/(rad/s), Angular Velocity 9.549 RPM → Back-EMF Voltage = 25 mV |
| Eficiência do Motor | η = Pmech / Pelec | Mechanical Output 10 mW, Electrical Input 22 mW → Efficiency = 45.45 % |
| Dinâmica Rotacional | τ = J × α | Moment of Inertia 0.025 kg·m², Angular Acceleration 0.055 rad/s² → Torque = 1.375 mN·m |
| Ângulo de Passo do Motor de Passo | θ = 360 / (steps × microstep) | Full Steps/Rev 0.025, Microstep Divisor 0.055 → Step Angle = 261800 ° |
| Conversão Kv para Kt de Motor BLDC | Kt = 9.549 / Kv | Velocity Constant (RPM/V) 0.055 → Torque Constant (N·m/A) = 173.6 |
| Potência (Mecânica) no Veio | P = τ × 2π × n / 60 | Torque 5 mN·m, Speed (RPM) 0.025 → Mechanical Power = 13.09 µW |
| Binário de Carga do Servo | T = F × d | Force 0.025, Moment Arm 0.1 mm → Torque = 0.0025 mN·m |
| Tensão Efetiva do Motor por PWM | Veff = Vcc × D | Supply Voltage 0.726 V, Duty Cycle 2.5 % → Effective Voltage = 18.15 mV |
Variáveis usadas nas fórmulas de Motores e mecânica
- P — Potência mecânica de saída (W)
- τ — Binário (N·m)
- ω — Velocidade angular (rad/s)
- Kt — Constante de binário (N·m/A)
- I — Corrente de armadura (A)
- n — Velocidade de rotação (rad/s, divida por 2π/60 para obter RPM)
- V — Tensão de alimentação (V)
- R — Resistência do enrolamento (Ω)
- Ke — Constante de força contra-eletromotriz (V/(rad/s))
- τout — Binário de saída (N·m)
- τin — Binário de entrada do motor (N·m)
- N — Relação de engrenagens (dentes de saída / dentes de entrada)
- η — Eficiência do trem de engrenagens (0 a 1)
- Vemf — Tensão de força contra-eletromotriz (V)
- Pmech — Potência mecânica de saída (W)
- Pelec — Potência elétrica de entrada (W)
- J — Momento de inércia (kg·m²)
- α — Aceleração angular (rad/s²)
- θ — Deslocamento angular por micropasso (graus)
- steps — Passos completos por revolução (tipicamente 200 ou 400)
- microstep — Divisor de micropasso (1, 2, 4, 8, 16, 32, etc.)
- Kv — Constante de velocidade (força contraeletromotriz) em RPM por volt
- T — Binário necessário (N·m)
- F — Força aplicada (N)
- d — Comprimento do braço do momento (m)
- V_eff — Tensão efetiva (média) vista pelo motor (V)
- V_cc — Tensão de alimentação (V)
- D — Ciclo de trabalho PWM (razão 0 a 1)
Perguntas frequentes sobre Motores e mecânica
- Motor mechanical power — Potência Mecânica do Motor
- Motor mechanical power calculator — Potência Mecânica do Motor
- Output torque = motor torque × gear ratio × η — Binário de Saída por Relação de Engrenagens
- Stepper motor step angle formula — Ângulo de Passo do Motor de Passo
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