El motor eléctrico: Informe Escrito
Integrantes: Gabriela Cordero, Nicole Martínez, Maria Alejandra Montero, Camila Orozco.
Definición de motor eléctrico: Máquina cuya función es convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
Inventor: Michael Faraday (1791-1867). Padre del electromagnetismo. Se le atribuye el descubrimiento del fenómeno de la inducción (generación de una corriente eléctrica en un conductor en movimiento en el interior de un campo magnético físico) fundamento de todos los generadores y motores eléctricos por lo que se considera como su inventor. Investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre:
§ La masa de sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t).
§ Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.
Se denomina faradio (F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades. Se define como la capacidad de un conductor tal que cargado con una carga de un culombio, adquiere un potencial electrostático de un voltio. Su símbolo es F.
Principios de funcionamiento
Explicación general:
El funcionamiento básico de un motor se puede resumir de la siguiente manera: Una corriente eléctrica es transportada por el cable que rodea la bovina o el eje; esto genera un campo magnético. Al ir pasando la electricidad por el cable, se da una interacción entre los dos campos magnéticos del motor (uno interno causado por la corriente y el otro causado por los imanes) donde se repelen en un punto lo que causa el movimiento rotacional, como producto de las fuerzas de atracción y repulsión. A este fenómeno es utilizado para generan campos magnéticos transitorios, a los que se denomina habitualmente electroimán, ya que solo tiene propiedades magnéticas si una corriente circula por el conductor que lo constituye.
Imagen 1: Campo magnético
El funcionamiento de un motor de 3 bovinas necesita de un conmutador, una pieza que comunica cada bovina a una entrada y salida respectiva. Se conecta el conmutador con unos cepillos, cables gruesos de metal que transmite la corriente desde la batería hasta las bovinas.
Principios físicos involucrados:
Inducción electromagnética: La inducción electromagnética es fenómeno que se produce cuando un cuerpo que se expone a un campo magnético produce una fuerza electromotriz. Si el cuerpo expuesto es un conductor, el resultado es una corriente eléctrica.
Magnetismo: El magnetismo es una fuerza natural de atracción que se produce cuando un objeto llamado magnetita es atraído, o es repelido hacia un objeto que ha sido imantado (una ionización del objeto) el cual posee 2 polos: uno positivo uno negativo. Objetos de carga positiva se atraen, objetos de carga negativa se repelen.
Fuerza electromotriz: Fuerza originada en el mecanismo que transporta portadores de carga en un sentido opuesto al que el campo eléctrico intenta moverlos.
Energía química: Energía que se genera como resultado de interacciones y reacciones químicas de ciertas sustancias. Las baterías que son necesarias para utilizar como fuente de poder del motor trabajan por energía química.
Motor de tres bobinas
Partes:
Eje central: Es el eje en donde se colocan las bobinas y al cual se transmite la fuerza cinética como movimiento. El eje gira como consecuencia del movimiento de las bobinas que a su vez giran por la repelencia magnética.
Bobinas: Tornillos envueltos (250 vueltas) con alambre de cobre esmaltado. El cobre conduce la corriente eléctrica alrededor de cada vuelta creando un campo magnético interno que interactúa con
Conmutador: Pieza que consta de tres placas de aluminio que conectan las bobinas con los cepillos y permiten la creación del campo electromagnético. El conmutador debe conectarse correctamente, de manera que cada bobina esté conectada las dos placas opuestas para permitir el flujo.
Cepillos: Cables más gruesos de cobre que conectan el conmutador con el cableado y la fuente de poder. Puede sustituirse por una lámina de cobre.
Cableado: Transmite la corriente de la batería hacia el resto del sistema del motor.
Fuente de poder: La componen 2 baterias de 1,5 voltios que operan bajo principios de energía química.
Resumen de construcción
1. Preparar el eje. Sobre un eje de soporte se deben situar tres tornillos equidistantes, a 120 grados de separación.
2. Embobinado. Se debe cubrir cada tornillo con 180 vueltas de cobre, aproximadamente, dejando bastante cable libre en los extremos.
3. Conexión eléctrica. Construya el conmutador situando tres láminas de cobre o aluminio sobre un extremo del eje con distancias equidistantes, a 120 grados aproximadamente. Organice la conexión de los cables según la siguiente imagen, y asegure con cinta adhesiva.
Imagen 2: Conexión eléctrica al conmutador
4. Cepillos de contacto. Ya sea con una lámina de cobre o cable de alto calibre, forme dos estructuras sobre la base de su motor que suban y siempre toquen las placas de conmutador.
Motor de una bobina
Introducción
El motor eléctrico de una bobina tiene el mismo funcionamiento de anterior. Se diferencia únicamente en que este motor va ser más simple, por lo que todos los componentes se reducen. De esta manera, se van a realizar menos vueltas al embobinar, se utilizará solo una pila, y los soportes pueden ser hasta clips.
No obstante los principios físicos son los mismos, se trata de construir un electroimán cuyo resultado sea el movimiento rotatorio o circular de la bobina.
Partes
1. Eje de soporte (tornillo). (Imán transitorio)
2. Un conmutador.
3. Cepillos (clips).
4. Un Imán de campo. (Imán permanente)
Esquema de construcción
Imagen 3: interrelación de las partes del motor simple.
Imágenes del Motor Eléctrico de Tres Bobinas
Imagen 4: Motor de 3 bobinas.
Imagen 5: Tres bobinas con conmutador.
Imagen 6: Conexión entre las baterías y el motor.
Imagen 7: rotación del motor de tres bobinas.
Imagen 8: paso de corriente al motor en el conmutador.
Vídeos relacionados con los motores eléctricos:
Bibliografía
Edward M. Purcell. (2005). Electricidad y Magnetismo. Barcelona, España: Editorial Reverté, S.A.
Eduardo Alberto Bellini. (2003).Construcción de un motor eléctrico. Consultado en: http://www.cienciaredcreativa.org/informes/motor.pdf
http://webs.mn.catholic.edu.au/physics/emery/hsc_motors_labs_II.htm. (s.f.).
