Los motores eléctricos se utilizan todo el tiempo para alimentar los dispositivos que usamos todos los días. Ya sea un motor de ventilador que lo mantiene fresco en un día caluroso, el motor de su soplador de hojas o un automóvil eléctrico, sin motores eléctricos, el mundo sería un lugar muy diferente.
¿Qué es un motor eléctrico?
Un motor eléctrico es una máquina que puede convertir energía eléctrica en energía mecánica (específicamente energía cinética o energía del movimiento). Por lo general, esto se logra aprovechando la relación entre la electricidad y el magnetismo.
Los motores eléctricos pueden ser alimentados por una corriente alterna, como la que fluye de la toma de corriente de la pared, o corriente continua como la suministrada por una batería.
¿Cómo funciona un motor eléctrico?
El principio básico detrás de un motor eléctrico es que debe haber una bobina de alambre que pueda girar libremente en presencia de un campo magnético externo.
A medida que la corriente pasa a través de la bobina de alambre, la interacción entre la corriente y el campo produce un par de torsión que hace que la bobina gire. Esta rotación se puede utilizar para rotar los neumáticos de un coche de juguete, por ejemplo, o puede impulsar un cigüeñal y convertir el movimiento de rotación en movimiento lineal.
Cómo hacer tu propio motor eléctrico
A veces, la mejor manera de entender cómo funciona un motor es construir uno usted mismo. Puede construir un motor de CC simple con artículos domésticos comunes.
Al enviar corriente a través de un cable cuidadosamente formado en presencia de un campo magnético, podemos crear una parte de nuestro circuito que rotará, lo que nos permitirá convertir la energía eléctrica en mecánica energía.
Cosas que necesitará
- Alambre enrollado
- Batería de celda D de 1,5 V
- 2 clips de papel
- Imán permanente
- Cinta
Haga una bobina de alambre enrollando el alambre alrededor de una batería de 1,5 V de celda "D" varias veces (la batería sirve como una forma; retire la bobina cuando termine de enrollar). Deje unos 2 a 3 cm sobresaliendo de ambos extremos. Asegúrese de que todos los giros estén enrollados en la misma dirección.
La bobina debe estar bien equilibrada en estos extremos para que gire fácilmente cuando se coloque en el soporte provisto por los sujetapapeles. Debe mantener la bobina junta girando el último bucle alrededor de las bobinas para envolver las bobinas juntas.
Cuando la bobina está en la posición que se muestra, uno de los extremos del cable, que entrará en contacto con los sujetapapeles, debe tener el aislamiento retirado solo en el lado inferior. El otro extremo debe estar completamente pelado donde hace contacto con el clip. De esta manera, la corriente fluirá a través de la bobina aproximadamente la mitad del tiempo.
Doble dos sujetapapeles para que sujeten la bobina como se muestra y asegúrelos en su lugar.
Coloque un imán permanente debajo de su bobina.
Conecte una fuente de alimentación, como la batería D que utilizó como formulario, a los clips.
Intenta arrancar el motor dando un pequeño giro a la bobina. ¡Intente, ajuste, pruebe, ajuste, intente y vuelva a ajustar hasta que tenga éxito!
¿Como funciona?
Si la bobina está orientada como se muestra en la imagen, la corriente pasa en el sentido de las agujas del reloj a través de la bobina y el campo magnético apunta hacia arriba, entonces la parte superior del La bobina sentirá una fuerza que señala (en relación con la pantalla de la computadora en la que está viendo esto), y la parte inferior de la bobina sentirá una fuerza que apunta en. Esto hará que la bobina gire.
Una vez que su bobina haya girado 180 grados, la corriente fluirá en sentido antihorario. Sin embargo, dado que ha pelado la mitad del cable, no fluirá corriente durante el tiempo que la bobina esté invertida. Esto es para que no terminemos con una fuerza en la dirección opuesta que haga que la bobina se invierta en lugar de continuar.
Siempre que el empuje inicial debido al campo sea lo suficientemente fuerte, la bobina girará más allá de los 180 grados, haciendo un completo rotación, hacia el final de la cual la corriente fluye de tal manera que una fuerza hace que haga otra rotación al igual que antes de. Si todo está lo suficientemente bien equilibrado, el motor debería girar con bastante rapidez y durante mucho tiempo.
Piezas de motor comerciales
Los componentes de un motor comercial incluyen los siguientes:
La armadura es la parte del motor que produce energía. Puede estar ubicado en el rotor (parte giratoria) o el estator (parte estacionaria). La armadura consta de bobinas de alambre que interactúan con el campo magnético cuando pasa la corriente. En nuestro motor casero, la bobina era la armadura y el rotor y los clips servían como estator.
Cepillos Permitir que la corriente se transfiera al rotor a medida que gira. En nuestro motor casero, el punto de contacto de los sujetapapeles y el alambre de cobre cumplían el mismo propósito.
A conmutador Sirve para invertir periódicamente la dirección actual. Esto es necesario en un motor de corriente continua o CC, pero no generalmente en un motor de corriente alterna o CA porque la corriente ya cambia de dirección. Logramos corriente de encendido / apagado en nuestro motor manteniendo aislado un lado del cable de contacto.
A imán de campo o bobinas de campo (electroimanes) crean el campo magnético necesario.
La eje es una pieza en forma de varilla alineada con el eje de rotación del rotor de manera que gira junto con el rotor. Los extremos horizontales de nuestro motor casero eran esencialmente un eje.
A piñón es un pequeño engranaje que puede usarse para transferir el movimiento del motor a otro objeto o parte de una máquina.
Tipos de motores eléctricos
Hay muchos tipos diferentes de motores eléctricos. Si bien primero se subdivide como motores de CA o CC, también son posibles muchas otras variaciones. Ya sea para trabajos pesados, ligeros, agrícolas o de uso general, aquí se enumeran solo algunos de los muchos tipos.
A motor monofásico funciona con una fuente de alimentación de CA.
A motor trifásico es uno que es impulsado por tres corrientes alternas de la misma frecuencia desfasadas entre sí.
A motor sincrónico es un motor cuyo período de rotación es un múltiplo entero de la frecuencia de CA.
En un asincrónico o Motor de inducción, la corriente eléctrica en el rotor se genera por inducción electromagnética del campo magnético del devanado del estator.
A motor paso a paso es un motor de CC sin escobillas que divide una rotación completa en pasos iguales. El motor puede moverse y sostenerse en cualquiera de los pasos.
Generadores electricos
Los generadores eléctricos son el reverso de los motores eléctricos; toman energía mecánica y la convierten en energía eléctrica. Esto se puede hacer de muchas formas diferentes.
Por ejemplo, la energía eólica se puede utilizar para hacer girar las aspas del ventilador de un generador eólico, que hacen girar un rotor dentro del generador, y la inducción electromagnética resultante hace que la corriente fluya. Las plantas de energía hidroeléctrica funcionan de manera similar, con el agua que cae haciendo girar las palas de una turbina.