Motor Electrico

Temas Selectos de Física II

Experimento Electromagnetismo
Sthefany Melissa Rivera Pérez (6-“G”) Omar Vicente Ruiz López (6-“C”)

lunes, 12 de marzo de 2012

Problema ¿Cómo hacer un motor electromagnético?

Objetivo Hacer un motor electromagnético para poder demostrar las posibilidades del electromagnetismo, así como poder hacerlo sin necesidad de tantos recursos.

Hipótesis Este motor eléctriconos servirá de estudio para poder comprender mejor las posibilidades del electromagnetismo.
Marco Teórico

Motor eléctrico
Como base para construir un motor magnético necesitamos un imán permanente (o varios, dependiendo de la complejidad) y un electroimán. ¿Qué es un electroimán? Bien. Pues resulta que cuando una carga eléctrica está quieta existe a su alrededor un campo eléctrico que atraerá aotras cargas de signo contrario y repelerá a las que tengan el mismo signo. Pero si se mueve, además del campo eléctrico aparece otro tipo de fuerza generada por un segundo campo: el campo magnético. Como curiosidad, al contrario que otras fuerzas como la eléctrica y la gravitatoria, cuya dirección se encuentra en la línea imaginaria que une a los cuerpos que interactúan, la fuerza magnética seejerce en dirección perpendicular al campo y a la velocidad de la partícula. Es decir, una partícula que genere un campo magnético no atrae ni repele a otras partículas, aunque sí desvía su dirección.

Una corriente eléctrica no es más que un montón de electrones moviéndose por un conductor, por lo que alrededor de cualquier cable por el que circule una corriente eléctrica se genera un campomagnético. Si ahora le damos al cable forma circular, cada trozo de cable contribuirá a generar un campo magnético en el interior. Si en lugar de una sola vuelta hacemos que el cable dé muchas, tendremos un campo más fuerte, y si en lugar de que el cable dé vueltas en el aire lo enrollamos en un material ferromagnético, será todavía más intenso. Ya tenemos un electroimán. Mientras haya electricidadcorriendo por el cable, tendremos un imán. En cuanto la corriente desaparezca, se acabó el imán.

Pues bien, en un motor magnético, nuestro electroimán se encuentra colocado entre el polo norte de un imán y el polo sur de otro (o del mismo). Cuando conectamos la corriente, el electroimán pasará a tener sus propios polos norte y sur que serán atraídos por los polos sur y norte, respectivamente del imánpermanente. Si hemos colocado el electroimán de manera que pueda girar libremente, girará hasta que se alinee con el imán permanente. Una vez que se haya alineado, se parará y aquí se acabó el movimiento. ¿Entonces, cómo es que un motor se sigue moviendo? Pues se sigue moviendo porque el electroimán está conectado a la corriente eléctrica por unos bornes móviles que, al girar, hacen que lacorriente cambie de dirección en el cable. Al girar la corriente eléctrica en dirección contraria, los polos del electroimán se invierten y el polo norte que se encontraba alineado con el sur del imán permanente se convierte en polo sur y ahora, en lugar de ser atraído, es repelido, igual que el otro polo. De esta manera, el electroimán dará otra vuelta. Cuando la complete, la corriente volverá a cambiarde dirección, y ya tenemos un motor. ¿Y la energía? ¿Dónde se consume la energía? Pues se consume de tres maneras. La primera, para vencer la resistencia eléctrica del conductor. Todos los materiales (excepto algunos en condiciones muy particulares) presentan una cierta resistencia al paso de una corriente eléctrica. Por ello debemos ejercer una fuerza (suministrar energía) para mantenerla. Elsegundo sumidero de energía se produce cuando cambiamos el sentido de la corriente eléctrica. Cuando en un circuito se varía la intensidad de una corriente (por ejemplo al conectar o desconectar la corriente) se genera una fuerza que se opone a ese cambio. Y hace falta energía para contrarrestar esa fuerza. La tercera causa de consumo de energía se produce porque, cuando un conductor se mueve a...