Governador centrífugo

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Desenho de um governador centrífugo

Um governador centrífugo é um tipo específico de dispositivo regulador que controla a velocidade de um motor através da regulação da quantidade de combustível (ou fluido de trabalho) admitido, de forma a manter uma velocidade aproximadamente constante, qualquer que seja a carga ou as condições de fornecimento de combustível. Ele usa o princípio de controle proporcional.

É mais frequentemente visto em máquinas a vapor onde regula a admissão do vapor no(s) cilindro(s). Também é encontrado em motores de combustão interna e em diversas turbinas a combustível, assim como em alguns modernos e impressionantes relógios.

Operação[editar | editar código-fonte]

O dispositivo mostrado é de uma máquina a vapor. A potência é transmitida ao governador através do eixo de saída do motor, por meio (neste caso) de uma correia ou corrente (não mostrada), conectada à roda da correia inferior. O governador é conectado à válvula de controle de potência (acelerador) que regula o fluxo do fluido de trabalho (vapor) que, por sua vez, supre o propulsor da locomotiva (não mostrada). À medida que a velocidade do propulsor aumenta, o eixo central do governador gira em um ritmo mais acelerado e a energia cinética das bolas aumenta. Isso permite que as duas massas nos braços de alavanca movam-se para fora e para cima, contra a gravidade. Se o movimento vai longe o suficiente, este movimento faz com que os braços de alavanca puxem para baixo um rolamento de empuxo, que move um eixo de ligação, que, por sua vez, reduz a abertura da válvula borboleta. A taxa de fluido de trabalho que entra no cilindro é portanto reduzida e a velocidade do propulsor é controlada, evitando um excesso de velocidade.

Limitadores mecânicos de movimento podem ser usados para limitar a amplitude de movimento do acelerador, como pode ser visto perto das massas na imagem à direita.

A direção da alavanca do braço que segura a massa será ao longo da soma vetorial dos vetores da força centrífuga reativa e da força gravitacional.

História[editar | editar código-fonte]

Motor a vapor de Boulton & Watt, de 1788

James Watt projetou seu primeiro governador centrífugo em 1788, seguindo uma sugestão de seu parceiro de negócios Matthew Boulton. Era um governador com pêndulo cônico e uma das últimas da série de inovações que Watt empregou para as máquinas a vapor. James Watt nunca avocou para si a invenção do governador centrífugo. Os governadores centrífugos foram usados para regular a distância e a pressão entre os mós em moinhos de vento desde o século 17. Há portanto um mal-entendido sobre que James Watt tenha sido o inventor deste dispositivo .

Uma estátua gigante do governador de Watt permanece erigida em Smethwick, no condado inglês de West Midlands. É conhecida como flyball governor (governador de bolas flutuantes).

Outro tipo de governador centrífugo consiste de um par de massas sobre um eixo dentro de um cilindro, as massas ou o cilindro sendo revestidas com almofadas, de certa forma parecendo com um freio a tambor. Esso tipo de governador é usado em toca-discos acionados a mola e em mecanismos de discagem de aparelhos telefônicos acionados a mola, para limitar sua velocidade.

Sistemas dinâmicos[editar | editar código-fonte]

O governador centrífugo é frequentemente usado nas ciências cognitivas como um exemplo de um sistema dinâmico (Tim van Gelder), no qual a representação da informação não pode ser claramente separada das operações que estão sendo aplicadas à representação. E, devido ao governador ser um servomecanismo, sua análise em um sistema dinâmico está longe de trivial. Em 1868, James Clerk Maxwell escreveu o famoso artigo "On governors" ("Sobre os governadores") [1] que é amplamente considerado um clássico na teoria de controle por realimentação. Maxwell distingue moderadores (um freio centrífugo) e governadores que controlam a entrada de potência motora. Ele considera dispositivos de James Watt, do professor engenheiro James Thomson, de Fleeming Jenkin, de William Thomson (1º Barão de Kelvin), de Leon Foucault e de Carl Wilhelm Siemens (um governador líquido).

Em uma passagem amplamente conhecida do seu famoso artigo de 1858 para a Linnean Society of London, que levou Charles Darwin a publicar seu monumental "A origem das espécies" ("On the Origin of Species"), Alfred Russel Wallace escreve sobre o princípio evolucionário:

A ação deste princípio é exatamente como aquela do governador centrífugo da máquina a vapor, que verifica e corrige quaisquer irregularidades antes que se tornem evidentes; e de maneira semelhante nenhuma deficiência no desequilíbrio do reino animal pode jamais atingir uma magnitude exagerada, por que ela se fará sentida desde sua primeira alteração, tornando difícil sua existência e quase certa sua extinção em breve. [2].

O ciberneticista e antropologista Gregory Bateson observaria nos anos de 1970 que, embora vendo isto somente como uma ilustração, Wallace tinha "provavelmente dito a coisa mais poderosa que teria sido dita no século 19" [3]. Bateson revisitou o tópico no seu livro de 1979 "Mind and Nature: A Necessary Unity" ("Mente e Natureza: Uma Unidade Necessária"), e outros acadêmicos deram continuidade na exploração da conexão entre a seleção natural e a teoria de sistemas.[4]

Referências

  1. Maxwell. «On Governors» (PDF). Proceedings of the Royal Society of London, Vol. 16, 1868, pp. 270-283  Texto "James Clerk" ignorado (ajuda)
  2. Wallace, Alfred Russell. «On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely From the Original Type». Consultado em 18 de abril de 2009 
  3. Brand, Stewart. «For God's Sake, Margaret». CoEvolutionary Quarterly, June 1976. Consultado em 4 de abril de 2007 
  4. Smith, Charles H. «Wallace's Unfinished Business». Complexity (publisher Wiley Periodicals, Inc.) Volume 10, No 2, 2004. Consultado em 11 de maio de 2007 

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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