Motor eléctrico

Un motor eléctrico utilizado para generar potencia mecánica en forma de rotación. Veamos un ejemplo: ¿Cuál es el propósito del ventilador eléctrico en su hogar? Comienza a girar cuando se enciende el interruptor y comienza a soplar aire girando sus aspas. Entonces, ¿cuál sería la respuesta si alguien preguntara sobre su funcionamiento? ¿Es por la electricidad? No, la electricidad es el método para encender el ventilador eléctrico que es la conversión de energía eléctrica en energía mecánica. Pero, ¿cómo se produce la conversión de energía eléctrica en energía mecánica? ¿Qué sucede dentro del motor eléctrico? Discutámoslo.

¿Qué es un motor eléctrico?

Un motor eléctrico es una máquina que se utiliza para convertir energía eléctrica en energía mecánica. Cuando un conductor que lleva corriente se coloca en el campo magnético, experimenta algunas fuerzas que ayudan en la rotación del eje o eje.

Un motor es una pieza de maquinaria que transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Una batidora, por ejemplo, tiene cuchillas giratorias que trituran y combinan ingredientes. La entrada de energía eléctrica al mezclador se convierte en energía mecánica de la rotación de la paleta, lo que da como resultado la acción deseada.

Principio de un motor eléctrico

• Un motor funciona según el principio del efecto magnético actual. Cuando un conductor que transporta corriente genera un campo magnético a su alrededor, una fuerza actúa sobre un conductor que transporta corriente cuando se coloca perpendicular al campo magnético.
• Cuando una bobina rectangular se coloca en un campo magnético y se transmite corriente a través de ella, una fuerza actúa sobre la bobina, lo que hace que gire continuamente.
• Considere los polos de dos imanes de barra sostenidos uno frente al otro, separados por un estrecho escape. Una pequeña longitud de cable conductor se forma en un bucle y se coloca en el espacio entre los imanes para que esté en el campo magnético creado por los imanes. A medida que los extremos del bucle se conectan a los terminales de la batería, el bucle comienza a girar. Esto se debe a que el campo magnético del imán interfiere con la corriente eléctrica que pasa al conductor. El Polo Sur inducido es atraído hacia el Polo Norte debido a los polos magnéticos inducidos en el círculo y viceversa. A medida que la corriente en el círculo se invierte, el polo sur causado se convierte en el polo norte y es atraído hacia el polo sur del imán. Esto hace que el círculo gire indefinidamente.

Regla de la mano izquierda de Fleming

El dedo índice, el dedo medio y el pulgar de la mano izquierda deben estirarse perpendicularmente entre sí de tal manera que el dedo índice represente la dirección del campo magnético, el dedo medio represente la dirección de la corriente en el conductor y el pulgar indica la dirección del movimiento del conductor, según la regla de la mano izquierda de Fleming.

Construcción de un motor eléctrico

Las siguientes son las partes principales del motor como se muestra en la figura anterior, con sus respectivas funciones: 

1. Batería: Una batería es la fuente de alimentación de CC que se conecta con frecuencia a un motor básico. Suministra corriente continua a la bobina del inducido.
2. Escobillas: Hay dos escobillas de carbón presentes en el motor eléctrico que sirven como conexión entre el conmutador y los terminales de la batería.
3. Imán permanente: genera un fuerte campo magnético.
4. Conmutador tipo anillo dividido: La inversión de la corriente en la bobina del inducido se realiza con la ayuda del conmutador. Se compone de dos mitades de anillos metálicos. Los dos extremos de la bobina del inducido están conectados al anillo metálico de estas dos mitades.
5. Núcleo del inducido: la bobina del inducido se mantiene en su lugar gracias al núcleo del inducido y también proporciona soporte mecánico a la bobina.
6. Bobina de inducido: Está formada por bucles individuales o múltiples en forma de rectángulo de alambre de cobre aislado.
7. Eje o Eje: Es el lugar donde se produce el intercambio de potencia mecánica. El núcleo del inducido y el conmutador están montados en el eje.

Funcionamiento de un motor eléctrico

1. Inicialmente, la escobilla B ₁ hace contacto con el semianillo R ₁ del conmutador , mientras que la escobilla B ₂ hace contacto con el semianillo R ₂ del conmutador . La corriente fluye de A a B a lo largo del lado l ₁ de la bobina rectangular ABCD, y de C a D a lo largo del lado l ₂ de la bobina . El campo magnético se dirige desde el polo norte del imán a su polo sur.
2. La fuerza F en el lado de la bobina l ₁ de la bobina está en dirección hacia abajo, pero la fuerza F en el lado de la bobina l ₂ de la bobina está en dirección hacia arriba, de acuerdo con la regla de la mano izquierda de Fleming. Como resultado, el lado l ₁ de la bobina se tira hacia abajo mientras que su lado l ₂ se empuja hacia arriba. Esto hace que la bobina ABCD gire en sentido antihorario.
3. Cuando la bobina alcanza una posición vertical mientras gira, las escobillas entrarán en contacto con el espacio entre los dos anillos del conmutador que cortan el flujo de la corriente i en la bobina. A pesar del hecho de que la corriente i a la bobina se corta cuando alcanza la posición vertical exacta, la bobina continúa girando porque tiene impulso y se ha movido más allá de la posición vertical.
4. Cuando la bobina se mueve más allá de la posición vertical después de la media revolución, el lado l ₂ de la bobina se mueve hacia la izquierda, mientras que el lado l ₁ de la bobina se mueve hacia la derecha, y los dos medios anillos del conmutador cambian automáticamente la posición de contacto de un cepillo al otro. es decir, la escobilla B ₁ hace contacto con el semianillo R ₂ del conmutador , mientras que la escobilla B ₂ hace contacto con el semianillo R ₁ del conmutador . Esto hace que la corriente de la bobina fluya en la otra dirección.
5. Ahora, la fuerza que actúa sobre los lados l ₁ y l ₂ de la bobina se invierte cuando se invierte la dirección de la corriente i . El lado l ₂ de la bobina ahora está a la izquierda, con una fuerza F hacia abajo aplicada, mientras que el lado l ₁ ahora está a la derecha, con una fuerza F hacia arriba aplicada. Como resultado, el lado l ₂ de la bobina se tira hacia abajo y el lado l ₁ de la bobina se empuja hacia arriba. Esto hace que la bobina gire en sentido antihorario.
6. Después de cada media rotación, la corriente en la bobina se invierte y la bobina continúa girando mientras la electricidad de la batería se transmite a través de ella.

Usos de un motor eléctrico

Los motores eléctricos se utilizan para una amplia gama de propósitos. La siguiente es una lista de algunos de ellos.

1. Coches eléctricos: Coches eléctricos utilizados en los viajes. y está libre de contaminación.
2. Laminadores: Laminadores utilizados para disminuir el ancho del material duro como los metales.
3. Grúas eléctricas: Grúas eléctricas utilizadas para levantar objetos pesados.
4. Ascensores: Utilizados básicamente en grandes edificios.
5. Máquina perforadora: Una máquina perforadora utilizada para hacer un agujero en las paredes o maderas
6. Ventilador: Los ventiladores se utilizan para soplar aire.
7. Secadores de cabello: Secadores de cabello utilizados para secar el cabello mojado.
8. Grabadora de cinta: Una grabadora de cinta utilizada para grabar audio o video.
9. Lavadora: La lavadora es la que lava la ropa.
10. Mezcladores: Los mezcladores se usan para triturar y mezclar cosas.

La eficiencia de un motor es aproximadamente del 70 al 85%, ya que la energía restante se desperdicia en la producción de calor y los sonidos emitidos.

Problemas de muestra

Problema 1: Enuncie la regla de la mano izquierda de Fleming.

Solución:

La regla de la mano izquierda de Fleming establece que el dedo índice, el dedo medio y el pulgar de la mano izquierda deben estirarse perpendicularmente entre sí de tal manera que el dedo índice represente la dirección del campo magnético, el dedo medio represente la dirección de la corriente en el conductor, y el pulgar indica la dirección del movimiento del conductor, de acuerdo con la regla de la mano izquierda de Fleming.

Problema 2: ¿Cuál es el principio de un motor eléctrico?

Solución:

Un motor funciona según el principio del efecto magnético actual. Cuando un conductor que transporta corriente genera un campo magnético a su alrededor, una fuerza actúa sobre un conductor que transporta corriente cuando se coloca perpendicular al campo magnético.

Problema 3: ¿Cuál es el papel del anillo partido en un motor eléctrico?

Solución:

La inversión de la corriente en la bobina del inducido tiene lugar con la ayuda del conmutador. Se compone de dos mitades de anillos metálicos. Los dos extremos de la bobina del inducido están conectados a estas dos mitades del anillo metálico.

Problema 4: ¿Cómo averiguará la dirección del campo magnético producido por el conductor que lleva corriente?

Solución:

La regla del pulgar de la mano derecha de Maxwell se usa para determinar la dirección de las líneas del campo magnético creadas por un cable recto que transporta electricidad. Imagine que el cable que lleva la corriente está en la mano derecha, con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente, y la dirección en la que los dedos rodean el cable determina la dirección de las líneas de fuerza magnéticas alrededor del cable.

Problema 5: ¿Cuál es la diferencia entre un imán de barra y un electroimán?

Solución:

Las siguientes son las diferencias entre un imán de barra y un electroimán:

	Barra magnética	Electroimán
1.	Es un imán permanente.	Es un imán temporal.
2.	Genera una fuerza de atracción relativamente débil.	Genera un poderoso campo magnético.
3.	La fuerza de un imán de barra no se puede alterar.	La fuerza de un electroimán se puede alterar alterando el número de vueltas en su bobina o la corriente que fluye a través de él.
4.	La polaridad de una barra magnética está configurada y no se puede cambiar.	Cambiar la dirección de la corriente en la bobina de un electroimán puede cambiar su polaridad.