Motores elétricos são usados o tempo todo para alimentar dispositivos que usamos todos os dias. Quer se trate de um motor de ventilador para mantê-lo fresco em um dia quente, o motor do soprador de folhas ou um carro elétrico, sem motores elétricos, o mundo seria um lugar muito diferente.
O que é um motor elétrico?
Um motor elétrico é uma máquina que pode converter energia elétrica em energia mecânica (especificamente energia cinética ou energia do movimento). Isso normalmente é obtido explorando a relação entre eletricidade e magnetismo.
Os motores elétricos podem ser alimentados por uma corrente CA, como a que flui da tomada da parede, ou corrente CC, como a fornecida por uma bateria.
Como funciona um motor elétrico?
O princípio básico por trás de um motor elétrico é que deve haver uma bobina de fio livre para girar na presença de um campo magnético externo.
Conforme a corrente passa pela bobina do fio, a interação entre a corrente e o campo produz um torque, fazendo com que a bobina gire. Essa rotação pode ser usada para girar os pneus de um carrinho de brinquedo, por exemplo, ou pode acionar um eixo de manivela e converter o movimento de rotação em movimento linear.
Como fazer seu próprio motor elétrico
Às vezes, a melhor maneira de entender como um motor funciona é construindo um você mesmo. Você pode construir um motor DC simples com utensílios domésticos comuns.
Ao enviar corrente através de um fio cuidadosamente moldado na presença de um campo magnético, podemos criar uma parte do nosso circuito que irá girar, permitindo-nos converter energia elétrica em mecânica energia.
Coisas que você precisa
- Fio de enrolamento
- Bateria de célula D de 1,5 V
- 2 clipes de papel
- Ímã permanente
- Fita
Faça uma bobina de fio enrolando o fio em torno de uma bateria de célula "D" de 1,5 V várias vezes (a bateria serve como uma forma; remova a bobina quando terminar o enrolamento). Deixe cerca de 2 a 3 cm saindo de ambas as pontas. Certifique-se de que todas as curvas são feitas na mesma direção.
A bobina deve estar bem equilibrada nessas extremidades para que gire facilmente quando colocada no suporte fornecido pelos clipes de papel. Você deve manter a bobina unida, torcendo o último laço em torno das bobinas para envolvê-las juntas.
Quando a bobina estiver na posição mostrada, uma das pontas do fio, que entrará em contato com os clipes de papel, deve ter o isolamento removido apenas na parte inferior. A outra extremidade deve ser completamente removida onde entra em contato com o clipe de papel. Dessa forma, a corrente fluirá através da bobina cerca da metade do tempo.
Dobre dois clipes de papel para que prendam a bobina conforme mostrado e os fixe no lugar.
Coloque um ímã permanente sob sua bobina.
Conecte uma fonte de alimentação - como a bateria D que você usou como formulário - aos clipes de papel.
Tente ligar o motor girando um pouco a bobina. Experimente, ajuste, tente, ajuste, tente e ajuste novamente até ter sucesso!
Como funciona?
Se a bobina estiver orientada conforme mostrado na imagem, a corrente está passando no sentido horário através da bobina e o campo magnético aponta para cima, então o topo do a bobina sentirá uma força apontando (em relação à tela do computador em que você está visualizando), e a parte inferior da bobina sentirá uma força apontando dentro. Isso fará com que a bobina gire.
Assim que a bobina tiver girado 180 graus, a corrente estará fluindo no sentido anti-horário. No entanto, como você removeu metade do fio, nenhuma corrente fluirá durante o tempo em que a bobina estiver invertida. Isso é para que não acabemos com uma força na direção oposta fazendo a bobina inverter ao invés de continuar.
Desde que o impulso inicial devido ao campo seja forte o suficiente, a bobina girará além de 180 graus, fazendo uma completa rotação, em direção ao fim da qual a corrente flui de tal forma que uma força faz com que ela faça outra rotação, assim como antes. Se tudo estiver bem equilibrado, o motor deve girar com bastante rapidez e por um longo tempo.
Peças de motor comerciais
Os componentes de um motor comercial incluem o seguinte:
O armadura é a parte de produção de energia do motor. Ele pode estar localizado no rotor (peça giratória) ou o estator (parte estacionária.) A armadura consiste em bobinas de fio que interagem com o campo magnético quando a corrente passa. Em nosso motor caseiro, a bobina era a armadura e o rotor e os clipes de papel serviam como estator.
Pincéis permitir que a corrente seja transferida para o rotor conforme ele gira. Em nosso motor caseiro, o ponto de contato dos clipes de papel e o fio de cobre serviam para o mesmo propósito.
UMA comutador serve para inverter periodicamente a direção da corrente. Isso é necessário em uma corrente contínua ou motor CC, mas não geralmente em uma corrente alternada ou motor CA porque a corrente já muda de direção. Conseguimos ligar / desligar a corrente em nosso motor mantendo um lado do fio de contato isolado.
UMA ímã de campo ou bobinas de campo (eletroímãs) criam o campo magnético necessário.
O eixo é uma peça em forma de haste alinhada com o eixo de rotação do rotor de forma que ele gire junto com o rotor. As extremidades horizontais de nosso motor feito em casa eram essencialmente um eixo.
UMA pinhão é uma pequena engrenagem que pode ser usada para transferir o movimento do motor para outro objeto ou parte de uma máquina.
Tipos de motores elétricos
Existem muitos tipos diferentes de motores elétricos. Embora primeiro subdividido em motores CA ou CC, muitas outras variações também são possíveis. Seja para serviço pesado, serviço leve, serviço agrícola ou uso geral, apenas alguns dos muitos tipos estão listados aqui.
UMA motor monofásico opera com uma fonte de alimentação AC.
UMA motor trifásico é aquele que é impulsionado por três correntes alternadas da mesma frequência fora de fase uma com a outra.
UMA motor síncrono é um motor cujo período de rotação é um múltiplo inteiro da frequência AC.
Em um assíncrono ou motor de indução, a corrente elétrica no rotor é gerada por indução eletromagnética do campo magnético do enrolamento do estator.
UMA motor de passo é um motor DC sem escovas que divide uma rotação completa em etapas iguais. O motor pode se mover e se manter em qualquer uma das etapas.
Geradores Elétricos
Os geradores elétricos são o inverso dos motores elétricos; eles pegam energia mecânica e a convertem em energia elétrica. Isso pode ser feito de muitas maneiras diferentes.
Por exemplo, a energia eólica pode ser usada para girar as pás do ventilador de um gerador eólico, que giram um rotor dentro do gerador, e a indução eletromagnética resultante faz com que a corrente flua. As hidrelétricas funcionam de maneira semelhante, com a queda d'água girando as pás de uma turbina.
