Torque e potência: diferenças, fórmulas e informações úteis
Automação Industrial

Torque e potência: diferenças, fórmulas e informações úteis

O desempenho de um motor é determinado por duas grandezas que estão relacionadas entre si: torque e potência.

O objetivo deste artigo é explicar o que é cada uma dessas grandezas e o que representam no funcionamento de um motor. Afinal, esses conceitos geram muitas dúvidas.

O que é torque e potência do motor?

Torque e potência são termos usados para definir a capacidade e a eficiência de um motor. Embora sejam conceitos distintos, quando falamos sobre força de motorização eles são complementares.

Torque do motor

O torque representa a força que faz o motor funcionar. Quando falamos do torque de um motorredutor, por exemplo, estamos nos referindo à força de trabalho gerada no eixo de saída; ou quando falamos de um carro, é a força que o permite acelerar.

Segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida do torque (também chamado de momento de uma força), é o Newton metro (Nm).

Potência do motor

Potência é a energia ou força produzida após determinado tempo de trabalho, para movimentar uma carga com uma determinada velocidade.

Quando falamos em um carro, por exemplo, ela é representada pela multiplicação do torque pela rotação do motor ao longo de um período. Esse dado geralmente é encontrado na ficha técnica do veículo e representa a potência máxima.

A unidade de medida da potência é cavalo vapor (cv), horse power (hp) ou quilowatt (kW).

Qual é a diferença entre torque e potência?

As duas grandezas são diferentes, mas estão intimamente relacionadas. A maior diferença entre torque e potência é que o torque é uma força que move o eixo do motor, tirando-o da inércia, enquanto a potência desenvolve a velocidade do motor.

Em outras palavras, a potência se difere do torque porque não se preocupa com a força aplicada a um ponto, mas sim com a velocidade com que algo é transformado em energia ou se movimenta. Outras disparidades:

  • O torque é uma grandeza vetorial; a potência é uma grandeza escalar;
  • A unidade de medida do torque é Nm; a da potência é cv, hp ou kW;
  • As equações de cálculo de ambos são diferentes;
  • O torque pode ser medido utilizando um sensor de torque ou um medidor de torque; a potência pode ser medida usando um medidor de energia ou um multímetro;
  • Torque é a tendência de uma força girar algo em uma direção específica; a potência define a taxa de trabalho realizado.

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Qual a relação entre potência e torque?

Potência e torque estão relacionados entre si pela velocidade de rotação do motor. Para entender melhor, veja uma situação ilustrativa: dois atletas de alto rendimento participam de competições, um é halterofilista, o outro é velocista.

O primeiro requer muito torque, como a força dos membros inferiores para ter uma boa tração e capacidade de levantar pesos do chão; ao passo que o segundo atleta precisa mais do que força nos músculos, mas também bom suprimento de ar nos pulmões para manter a velocidade, ou seja, uma entrega adequada de potência. 

Acontece de forma similar com o motor: assim como o halterofilista, ele só consegue atuar se houver torque; e, assim como o velocista, ele depende de energia útil para oferecer a capacidade de aceleração.

O que é torque de um motor?

Torque é uma medida de força, também conhecida como momento de força, que gira um objeto em torno de um eixo ou ponto central (pivô ou ponto de rotação).

Este vetor é perpendicular ao plano composto por força e raio de rotação, podendo ser calculado por meio do produto vetorial entre força e distância.

Quando quisermos que um objeto gire em torno de algum ponto, é preciso aplicar torque sobre ele.

Entenda a importância do torque

O torque é capaz de influenciar o comportamento de um automóvel, por exemplo.

Assim, um carro que produza força elevada em rotações baixas proporciona mais agilidade – o que é fundamental para o seu desempenho no trânsito, pois, em um centro urbano movimentado, é necessário arrancar e retomar velocidade de forma rápida. Um veículo com pouco torque não apresenta o mesmo desempenho.

Qual é a fórmula do torque de um motor?

O torque em rotações baixas é encontrado multiplicando a força aplicada pela distância entre o local de aplicação de força e o centro da rotação, usando esta fórmula: T = F x D, onde T = torque (Nm), F = força (N) e D = distância (metro).

O que é potência de um motor?

Potência é o resultado entre o torque disponível e a rotação. Para um mesmo torque, uma velocidade de rotação maior gera mais potência.

Um velocista, por exemplo, necessita de “potência constante”: além da força dos músculos, precisa de uma boa respiração para manter sua velocidade.

Entenda a importância da potência

A potência é fundamental quando se deseja ganhar velocidade rapidamente, algo muito útil em ultrapassagens no trânsito, por exemplo.

Nesse caso, para ser considerado potente, um automóvel precisa oferecer bom torque e boa potência, ou seja, uma proporção adequada dessas duas grandezas, pois isso reflete no desempenho geral do veículo.

Qual é a fórmula da potência de um motor?

Primeiramente, é preciso calcular o torque para saber a potência de um motor.

Como ela por vezes se dá em horse power (hp) ou cavalo vapor (cv), inicialmente se faz uma conversão para quilowatt (kW).

Para converter de cv ou hp para kW, devemos multiplicar o valor por 0,735. 

fórmula para cálculo de torque e potência

Geralmente, na placa de identificação do motor, é especificada a potência mecânica disponível na ponta do eixo.

Como calcular potência através do torque?

Encontramos a potência, ou seja, a medida da quantidade de energia elétrica fornecida ou consumida por um circuito elétrico, a partir do produto entre o torque e a rotação do motor, usando a fórmula:

Potência [kW] = T . n / 9550

Onde 

T = Nm

n = rpm

Torque: exemplo prático

Se utilizarmos uma chave de 30,5 cm (0,305 m) para girar um parafuso, empregando uma força de 4,5 kg (44,15 N) na base do parafuso, o resultado será 1,37 kgfm ou 13,46 Nm de torque.

Como calcular o torque a partir da potência?

Se você tem a potência do Motor na unidade kW, basta aplicar a fórmula Torque [Nm] é igual a Potência em kW vezes a cosntante 9550 dividido pela rotação em rpm:

Torque [Nm] = kW . 9550 / n

Exemplo: Um motor de 1kw a uma velocidade nominal de 3000 RPM, aplicado a fórmula resultará em Torque de 3,18Nm. 

Como transformar torque em potência?

A potência do motor (P) em quilowatts é igual ao torque do motor (T) em Nm vezes 0,105 vezes a velocidade dada em RPM dividida por 1000.

Para converter o torque em kW, pode ser usada a fórmula: 

Potência do motor (P) em kW = 0,105*T (Nm)*N (rpm)/1000, ou seja:

kW = 0,105 x Nm x rpm/1000

Por exemplo, quando temos um motor de indução trifásico que fornece 144 Nm a 1480 rpm, a sua potência em quilowatts será de aproximadamente 22 kW, porque: a potência do motor em kW = 0,105 x 144 x 1480/100 = 22,3 kW.

Achou complicado? Uma dica é utilizar conversores de medidas, que encontramos facilmente, online. Aproveite e conheça os motores Nema 23 , o qual o modelo HT23.402.8 possui o maior torque da categoria. .

Torque e potência: dúvidas frequentes

Este assunto gera muitas dúvidas, afinal, envolve cálculos e compreensão do funcionamento de equipamentos ou veículos.

O que é mais importante: potência ou torque?

Alguns conceitos errôneos sobre o tema podem ser perpetuados, como dizer que uma grandeza é mais importante que a outra.

Como se sabe, torque e potência são grandezas vetoriais, pois é necessário conhecer a direção e o sentido na qual elas estão aplicadas, e ambas são interdependentes, ambas são importantes.

Quanto maior o torque maior a potência?

Mais torque não significa necessariamente mais potência. Como vimos acima, o torque é uma medida de força rotacional, ao passo que a potência é a taxa na qual o trabalho é feito ou a energia é transferida.

Apesar do torque ser um fator importante na determinação da potência, não é o único fator, pois a potência depende também, por exemplo, da velocidade de rotação do motor. Assim, embora o torque seja um elemento importante da potência, não é o único determinante.

O que faz o motor ter mais torque?

A distância entre a força e o centro do eixo do motor impactará na quantidade de torque.

Ademais, o sentido da rotação também ajuda a determinar o resultado: quando a rotação ocorre no sentido anti-horário (CCW), o sinal é positivo e, quando ocorre ao contrário (CW), o sinal é negativo.

Portanto, dá, sim, para aumentar o torque de um motor, investindo em redutores, por exemplo, ou no uso de sistema de correia dentada. Quanto mais engrenagens, mais torque final teremos em detrimento da velocidade. 

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Conclusão

Deu para notar o quanto esse assunto é inesgotável, não é mesmo? Afinal, estamos falando de conceitos distintos e que possuem suas próprias metodologias de cálculo.  Esperamos que este conteúdo tenha sanado suas principais dúvidas!

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Edilson Cravo

Edilson Cravo

Engenheiro de Aplicação da KALATEC, 23 anos de experiência com mais de 5000 visitas únicas em Indústrias. Especialista em Automação Industrial e apaixonado por Servos Motores, foi treinado nas fábricas EMERSON MOTION CONTROL, YASKAWA, WEG, DELTA, HNC, LEADSHINE e ESTUN. Foi consultor de projetos no Instituto Nuclear Brasileiro, Embraer, Rede Globo, USP (Projeto Inspire) entre outros.

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