folleto motor eléctrico
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Las ideas no se
imponen, se
proponen
INDICE
-> Introducción
-> ¿Qué es el magnetismo?
-> ¿Qué es el electromagnetismo?
-> Ley de Faraday
-> Ley de Lenz
-> Motores eléctricos
-> ¿Qué es un motor eléctrico?
-> ¿Cómo funciona un motor?
-> ¿Cómo se hace un motor?
Hace mas de dos mil años en la ciudad de Magnesia en Turquía se
descubrió una roca negra la cuál atraía al hierro, al cuál lo
nombraron magnetita o piedra imán .Y a la fuerza de atracción
se le conoce como magnetismo, y al objeto que ejerce una fuerza
magnética se le llama imán.
A las regiones donde se concentra la fuerza del imán se llaman
polos magnéticos.
Teoría Moderna del Magnetismo
El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones
en los átomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es
una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente
relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría
clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética son,
en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad
magnética de los átomos se basa principalmente en el espín de
los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos
orbitales alrededor del núcleo.
En el Electromagnetismo se tiene partículas puntuales caracterizadas
por su "carga eléctrica", la que puede ser positiva o negativa. Cargas
de igual signo se repelen y cargas de distinto signo se atraen (Ley de
Coulomb). La base del Electromagnetismo corresponde al concepto de
"Campo Electromagnético" y a las cuatro Ecuaciones de Maxwell.
El campo magnético es producido por la corriente eléctrica que
circula por un conductor. Los imanes están rodeados por un espacio
en el cual se manifiestan sus efectos magnéticos .Dichas regiones se
llaman campos magnéticos. Las líneas de campo magnético, llamadas
líneas de flujo, son muy convenientes para visualizar los campos
magnéticos. La dirección de una línea de flujo en cualquier punto tiene
la misma dirección de la fuerza magnética que actuaría sobre un
imaginario polo norte aislado y colocado en ese punto. las líneas de
flujo magnético salen del polo norte de un imán y entran en el polo sur.
A diferencia de las líneas de campo eléctrico, las líneas de flujo
magnético no tienen puntos iniciales o finales; forman espiras
continuas que pasan a través de la barra metálica.
La Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es
directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo
magnético que lo atraviesa.
Inducción electromagnética: Es el principio sobre el que se basa el
funcionamiento del generador eléctrico, el transformador y muchos
otros dispositivos.
Supongamos que se coloca un conductor eléctrico en forma de
circuito en una región en la que hay un campo magnético. Si el flujo F a
través del circuito varía con el tiempo, se puede observar una
corriente en el circuito (mientras el flujo está variando). Midiendo la
fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variación del
flujo del campo magnético con el tiempo.
El significado del signo menos, es decir, el sentido de la corriente
inducida se muestra en la figura:
Un imán podemos considerarlo como un sistema de
dos cargas magnéticas iguales y opuestas
separadas una distancia L. El campo magnético en
las proximidades de un polo magnético tiene una
expresión similar a la del campo eléctrico de una
carga puntual.
donde K=m 0q/4p. m 0 es la permitividad magnética
en el vacío, y q es la carga magnética de un polo del
imán. El campo es radial y su módulo disminuye con
la inversa del cuadrado de la distancia a la carga
magnética
El flujo del campo
magnético de dicho campo a
través de una espira situada a
una distancia x del polo
magnético q es
El flujo total es la
suma de los flujos debidos a los
campos creados por las dos
polos magnéticos
Ahora calculamos el flujo total a través de todas
las espiras del solenoide. Se supone que el
solenoide tiene muchas espiras apretadas de modo
que el número de espiras entre las posiciones x y
x+dx vale
donde N es el número total de espiras, y H es la
longitud del solenoide.
Para calcular la fem derivamos el flujo respecto del tiempo y lo
cambiamos de signo.
donde la derivada de la posición z del imán respecto del tiempo t es la
velocidad v del imán.
El físico ruso Heinrich Lenz (1804-
1865) enunció una Ley sobre
inducción magnética que lleva su
nombre: siempre que se induce una
fem, la corriente inducida tiene un
sentido tal que tiende a oponerse a
la cusa que lo produce.
De acuerdo con la Ley de Lenz, el sentido de la corriente
inducida es contrario al de la corriente requerida para provocar el
movimiento del campo magnético que la ha engendrado. Para
comprender mejor esta Ley observemos la figura siguiente en (a)
cuando el polo norte del imán se acerca a la bobina, la corriente
inducida representada por la letra i tiene el sentido señalado por las
flechas; de tal manera que, de acuerdo con la regla de la mano
izquierda, los polos norte de la bobina y del imán se encuentran juntos.
Como los polos del mismo nombre se rechazan, el polo
norte de la bobina presenta una oposición al movimiento de
aproximación del inductor, es decir del imán. En (b) si el imán se aleja,
cambia el sentido de la corriente i en la bobina, por lo tanto el extremo
del polo norte, ahora será el polo sur que atrae al polo norte del imán
y se opone a su alejamiento.
En estas condiciones podríamos expresar la Ley de Lenz en
los siguientes términos:
1.-> La corriente inducida en la bobina, es tal que el campo
magnético producido por ella se opone al campo magnético del imán
que la genera. Es evidente que el sentido de la fem y el de la corriente
inducida es el mismo, pues apoya el principio de la conservación de la
energía.
2.->La corriente inducida en el circuito genera un campo
magnético que de acuerdo con la Ley de Lenz se opone a la variación
del flujo magnético, porque de no ser así el campo magnético de la
corriente inducida aumentaría la variación del flujo magnético y
produciría una corriente mayor. Ello implicaría un aumento
desproporcional de la corriente con la simple producción de una
insignificante variación inicial de las líneas del flujo magnético; de tal
modo se obtendría energía eléctrica de manera ilimitada, lo cual es
imposible.
Un motor eléctrico no es más que una máquina que
convierte la energía eléctrica en energía mecánica;
aprovechando la relación íntima entre magnetismo y
electricidad. El motor eléctrico permite la transformación de
energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra
mediante la rotación de un campo magnético alrededor de
una espira o bobinado que toma diferentes formas.
Al pasar la corriente eléctrica por la bobina ésta se
comporta como un imán cuyos polos se rechazan o atraen
con el imán que se encuentra en la parte inferior; al dar
media vuelta el paso de corriente se interrumpe y la bobina
deja de comportarse como imán pero por inercia se sigue
moviendo hasta que da otra media vuelta y la corriente pasa
nuevamente repitiéndose el ciclo haciendo que el motor rote
constantemente.
Un motor eléctrico no es más que
una máquina que convierte la
energía eléctrica en energía
mecánica; aprovechando la relación
íntima entre magnetismo y
electricidad.
Un motor eléctrico sencillo se necesitan: 3 clips de 5cm, una tabla
de 15x15, alambre de cobre calibre 22, 2 clavos de ¾ de pulgada,
chinches, pinzas puntiagudas, pila d, martillo, cinta de aislar
El procedimiento lo obtuve del libro
Energía
Editorial Time-life
Autor: Mitchell A. Wilson,
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