Electromagnetismo
Motor eléctrico
El MOTOR ELECTRICO
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.
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 una bobina
Introducción El motor eléctrico de una bobina tiene el mismo funcionamiento 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
En este proyecto se aplican entre otras, las siguientes leyes
-Ley de Faraday
Cualquier cambio del entorno magnético en que se encuentra una bobina de cable, originará un "voltaje" (una fem inducida en la bobina). No importa como se produzca el cambio, el voltaje será generado en la bobina. El cambio se puede producir por un cambio en la intensidad del campo magnético, el movimiento de un imán entrando y saliendo del interior de la bobina, moviendo la bobina hacia dentro o hacia fuera de un campo magnético, girando la bobina dentro de un campo
magnético, etc.
-ley de las fuerzas de lorentz
Cuando una carga eléctrica en movimiento, se desplaza en una zona donde existe un campo magnético, además de los efectos regidos por la ley de Coulomb, se ve sometida a la acción de una fuerza. Supongamos que una carga Q, que se desplaza a una velocidad v, en el interior de un campo magnético B. Este campo genera que aparezca una fuerza F, que actúa sobre la carga Q, de manera que podemos evaluar dicha fuerza por la expresión:
-LEY DE AMPERE
La Ley de Ampere relaciona una intensidad de corriente eléctrica con el campo magnético que ésta produce. Se utiliza en conductores considerados teóricamente de longitud infinita, por ejemplo para calcular el campo alrededor de un conductor rectilíneo (a diferencia de otros, por ejemplo una espira cerrada, en dónde se utiliza la Ley de Biot-Savart).
μ0 = Constante de permeabilidad magnética
i = Intensidad de la corriente B = Campo magnético dl = Diferencial de longitud del circuito que se toma alrededor del conductor
-Fuerza magnética sobre un conductor Al igual que una carga eléctrica que se desplaza en el seno de un campo magnético experimenta una fuerza magnética, un conductor eléctrico por el que circulen cargas eléctricas (es decir, una corriente eléctrica) y que se encuentre en el seno de un campo magnético experimentará también una fuerza magnética. En este caso el valor de la fuerza ejercida sobre el conductor dependerá de la intensidad del campo magnético, la longitud del conductor y el valor de la corriente eléctrica que circule por el conductor:
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.).
