Un motor eléctrico es un dispositivo que funciona con corriente alterna o directa y que

se encarga de convertir la energía eléctrica en movimiento o energía mecánica.

Desde su invención, los motores eléctricos han pasado a ser herramientas muy

útiles que sirven para realizar múltiples trabajos.

Se les encuentra en aplicaciones diversas, tales como: ventiladores, bombas, equipos

electrodomésticos, automóviles, etc.

Bases de un motor eléctrico

Todo motor se basa en la idea de que el magnetismo produce una fuerza física que

mueve los objetos. En dependencia de cómo uno alinee los polos de un imán, así podrá

atraer o rechazar otro imán.

En los motores se utiliza la electricidad para crear campos magnéticos que se opongan

entre sí, de tal modo que hagan moverse su parte giratoria, llamadorotor.

En el rotor se encuentra un cableado, llamado bobina, cuyo campo magnético es

opuesto al de la parte estática del motor.

El campo magnético de esta parte lo generan imanes permanentes, precisamente la

acción repelente a dichos polos opuestos es la que hace que el rotor comience a girar

dentro del estator.

Si el mecanismo terminara allí, cuando los polos se alinearan el motor se detendría. Por

ello, para que el rotor continúe moviéndose es necesario invertir la polaridad del

electroimán.

La forma en que se realiza este cambio es lo que define los dos tipos de motor eléctrico.

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Tipos de motor

La clasificación de los motores eléctricos depende de la fuente de electricidadque se

suministre.

La mayoría de estos funcionan con corriente alterna (AC), la que cambia la dirección del

flujo muchas veces en un segundo.

Las áreas de polaridad positiva y negativa en el electroimán se revierten y alternan, lo

que mantiene el eje girando.

Cualquier equipo que se mueva y esté conectado a un tomacorriente de pared se

impulsa por un motor de este tipo.

ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK

Pero también existen los motores que trabajan con corriente continua (DC). Estos

obtienen la electricidad de un batería.

Para lograr el proceso de inversión poseen una pieza llamada conmutador que alterna

dentro del electroimán la dirección de la corriente, una suerte de alternancia artificial, y

cambia la polaridad del campo magnético.

Los motores de DC son más primitivos que los de AC, pero pueden ser muy útiles en

contextos donde no haya una fuente de corriente alterna.

La ingeniería moderna ha logrado inventos que hombres de hace siglos siquiera podrían

soñar, el motor eléctrico es un vivo ejemplo de esto. Aunque el magnetismo es

estudiado hace muchos siglos la utilización de este para crear energía mecánica es algo

relativamente nuevo

¿CÓMO FUNCIONA UN MOTOR ELECTRICO?

La electricidad mueve cientos de aparatos a nuestro alrededor, pero te

has preguntado, ¿cómo lo hace? La mayoría de los aparatos que

funcionan con energía eléctrica tienen un motor eléctrico. Obteniendo

energía eléctrica de una batería o de un enchufe, un motor eléctrico

genera energía mecánica en forma de movimiento. Hoy aprenderemos

cómo este increíble aparato transforma electricidad en movimiento.

MagnetismoLo primero que debemos saber es que el magnetismo es un fenómeno de

la naturaleza que hace que los objetos se atraigan o se repelan

dependiendo de su polaridad, que puede ser positiva o negativa. Las dos

reglas principales del magnetismo son: – Los polos opuestos se atraen –

Los polos iguales se repelen Esto quiere decir que dos objetos con la

misma polaridad se alejarán y dos objetos con polaridades diferentes

tenderán a acercarse. También se debe tener en cuenta que donde existe

electricidad siempre existirá magnetismo y la polaridad de un objeto se

puede cambiar haciendo circular electricidad en cierta dirección a su

alrededor.

Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias que transforman la energía eléctrica en energía mecánica. Debido a sus múltiples ventajas, entre las que cabe citar su economía, limpieza, comodidad y seguridad de funcionamiento, el motor eléctrico ha reemplazado en gran parte a otras fuentes de energía, tanto en la industria como en el transporte, las minas, el comercio, o el hogar.

Los motores eléctricos satisfacen una amplia gama de necesidades de servicio, desde arrancar, acelerar, mover, o frenar, hasta sostener y detener una carga. Estos motores se fabrican en potencias que varían desde una pequeña fracción de caballo hasta varios miles, y con una amplia variedad de velocidades, que pueden ser fijas, ajustables o variables.Un motor eléctrico contiene un número mucho más pequeño de piezas mecánicas que un motor de combustión interna o uno de una máquina de vapor, por lo que es menos propenso a los fallos. Los motores eléctricos son los más ágiles de todos en lo que respecta a variación de potencia y pueden pasar instantáneamente desde la posición de reposo a la de funcionamiento al máximo. Su tamaño es más reducido y pueden desarrollarse sistemas para manejar las ruedas desde un único motor, como en los automóviles.El inconveniente es que las baterías son los únicos sistemas de almacenamiento de electricidad, y ocupan mucho espacio. Además, cuando se gastan, necesitan varias horas para recargarse antes de poder funcionar otra vez, mientras que en el caso de un motor de combustión interna basta sólo con llenar el depósito de combustible. Este problema se soluciona, en el ferrocarril, tendiendo un cable por encima de la vía, que va conectado a las plantas de generación de energía eléctrica. La locomotora obtiene la corriente del cable por medio de una pieza metálica llamada patín. Así, los sistemas de almacenamiento de electricidad no son necesarios.– Cuando no es posible o no resulta rentable tender la línea eléctrica, para encontrar una solución al problema del almacenamiento de la energía se utilizan sistemas combinados, que consisten en el uso de un motor de combustión interna o uno de máquina de vapor conectado a un

generador eléctrico. Este generador proporciona energía a los motores eléctricos situados en las ruedas. Estos sistemas, dada su facilidad de control, son ampliamente utilizados no sólo en locomotoras, sino también en barcos.El uso de los motores eléctricos se ha generalizado a todos los campos de la actividad humana desde que sustituyeran en la mayoría de sus aplicaciones a las máquinas de vapor. Existen motores eléctricos de las más variadas dimensiones, desde los pequeños motores fraccionarios empleados en pequeños instrumentos hasta potentes sistemas que generan miles de caballos de fuerza, como los de las grandes locomotoras eléctricasEn cuanto a los tipos de motores eléctricos genéricamente se distinguen motores monofásicos, que Contienen un juego simple de bobinas en el estator, y polifásicos, que mantienen dos, tres o más conjuntos de bobinas dispuestas en círculo.Según la naturaleza de la corriente eléctrica transformada, los motores eléctricos se clasifican en motores de corriente continua, también denominada directa, motores de corriente alterna, que, a su vez, se agrupan, según su sistema de funcionamiento, en motores de inducción, motores sincrónicos y motores de colector. Tanto unos como otros disponen de todos los elementos comunes a las máquinas rotativas electromagnéticasMotores de corriente continuaLa conversión de energía en un motor eléctrico se debe a la interacción entre una corriente eléctrica y un campo magnético. Un campo magnético, que se forma entre los dos polos Opuestos de un imán, es una región donde se ejerce una fuerza sobre determinados metales o sobre otros campos magnético5 Un motor eléctrico aprovecha este tipo de fuerza para hacer girar un eje, transformándose así la energía eléctrica en movimiento mecánico.Los dos componentes básicos de todo motor eléctrico son el rotor y el estator. El rotor es una pieza giratoria, un electroimán móvil, con varios salientes laterales, que llevan cada uno a su alrededor un bobinado por el que pasa la corriente eléctrica. El estator, situado alrededor del rotor, es un electroimán fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, dispone de una serie de salientes con bobinados eléctricos por los que circula la corriente.Cuando se introduce una espira de hilo de cobre en un campo magnético y se conecta a una batería, la corriente pasa en un sentido por uno de sus lados y en sentido contrario por el lado opuesto. Así, sobre los dos lados de la espira se ejerce una fuerza, en uno de ellos hacia arriba y en el otro hacia abajo. Sí la espira de hilo va montada sobre el eje metálico, empieza a dar vueltas hasta alcanzar la posición vertical. Entonces, en esta posición, cada uno de los hilos se encuentra situado en el medio entre los dos polos, y la espira queda retenida.

Para que la espira siga girando después de alcanzar la posición vertical, es necesario invertir el sentido de circulación de la corriente. Para conseguirlo, se emplea un conmutador o colector, que en el motor eléctrico más simple, el motor de corriente continua, está formado por dos chapas de metal con forma de media luna, que se sitúan sin tocarse, como las dos mitades de un anillo, y que se denominan delgas. Los dos extremos de la espira se conectan a las dos medias lunas. Dos conexiones fijas, unidas al bastidor del motor y llamadas escobillas, hacen contacto con cada una de las delgas del colector, de forma que, al girar la armadura, las escobillas contactan primero con una delga y después con la otra.Cuando la corriente eléctrica pasa por el circuito, la armadura empieza a girar y la rotación dura hasta que la espira alcanza la posición vertical. Al girar las delgas del colector con la espira, cada media vuelta se invierte el sentido de circulación de la corriente eléctrica. Esto quiere decir que la parte de la espira que hasta ese momento recibía la fuerza hacia arriba, ahora la recibe hacia abajo, y la otra parte al contrario. De esta manera la espira realiza otra media vuelta y el proceso se repite mientras gira la armadura.El esquema descrito corresponde a un motor de corriente continua, el más simple dentro de los motores eléctricos, pero que reúne los principios fundamentales de este tipo de motores.Motores de corriente alternaLos motores de corriente alterna tienen una estructura similar, con pequeñas variaciones en la fabricación de los bobinados y del conmutador del rotor. Según su sistema de funcionamiento, se clasifican en motores de inducción, motores sincrónicos y motores de colector.Motores de inducciónEl motor de inducción no necesita escobillas ni colector. Su armadura es de placas de metal magnetizable. El sentido alterno de circulación, de la corriente en las espiras del estator genera un campo magnético giratorio que arrastra las placas de metal magnetizable, y las hace girar. El motor de inducción es el motor de corriente alterna más utilizado, debido a su fortaleza y sencillez de construcción, buen rendimiento y bajo coste así como a la ausencia de colector y al hecho de que sus características de funcionamiento se adaptan bien a una marcha a velocidad constante.Motores sincrónicosLos motores sincrónicos funcionan a una velocidad sincrónica fija proporcional a la frecuencia de la corriente alterna aplicada. Su construcción es semejante a la de los alternadores Cuando un motor sincrónico funciona a potencia Constante y sobreexcitado, la corriente absorbida por éste presenta, respecto a la tensión aplicada un ángulo de desfase en avance que aumenta con la corriente de excitación Esta propiedad es fa qUe ha mantenido la utilización del motor sincrónico en el campo industrial, pese a ser el motor de inducción más simple, más económico y de cómodo arranque, ya que con un motor sincrónic0 se

puede compensar un bajo factor de potencia en la instalación al suministrar aquél la corriente reactiva, de igual manera que un Condensador conectado a la red.Motores de colectorEl problema de la regulación de la velocidad en los motores de corriente alterna y la mejora del factor de potencia han sido resueltos de manera adecuada con los motores de corriente alterna de colector. Según el número de fases de las comentes alternas para los que están concebidos los motores de colector se clasifican en monofásicos y Polifásicos, siendo los primeros los más Utilizados Los motores monofásicos de colector más Utilizados son los motores serie y los motores de repulsión

  Todo empezó gracias al científico Hans Christian Oersted que

comprobó como colocando una espira alrededor de una brújula (cable

enrollado), si hacia pasar una corriente por la espira, la aguja de la

brújula (el imán) se movía. 

   Demostró así, la relación que había entre la electricidad   y el

magnetismo. 

      Es como si tenemos 2 imanes una frente al otro, o se atraen o se

repelen por las fuerzas magnéticas, pero en nuestro caso uno de los

imanes lo creamos por una corriente que atraviesa un conductor, lo

creamos con un corriente eléctrica. El otro imán sería el que tiene la

aguja de la brújula que está unida a un imán.

   Pero... ¿Qué demostró con este experimento?. Pues algo

importantísimo para poder crear un motor eléctrico. Si un imán tiene un

campo magnético y cuando le atraviesa otro campo magnético (el de

otro imán por ejemplo), el imán se mueve por atracción o repulsión.

Oersted demostró que la espira al ser atravesada por una corriente

eléctrica, generaba un campo magnético a su alrededor, ya que movía

(hacía girar) la aguja del imán de la brújula.

   No solo podemos crear un campo magnético con un imán. Con

este experimento demostró que la espira al ser atravesada por

una corriente generaba un campo magnético (con fuerzas

magnéticas).

   Las dos fuerzas magnéticas, una por la corriente por el conductor y la

otra la del propio imán, interactúan haciendo que la aguja de la brújula

girase. En definitiva había creado un pequeño motor eléctrico.

Electricidad ==> provoca giro.

   También sucede al contrario, que es como se

construyen realmente los motores eléctricos. Si un conductor por el

que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de

un campo magnético (el de un imán), el conductor se desplaza

perpendicularmente al campo magnético (se mueve).

   Si el campo magnético es horizontal y el conductor está vertical, el

conductor se desplazará saliendo o entrando del imán que provoca el

campo magnético (depende del sentido de la corriente por el

conductor). 

   En la imagen anterior el conductor se moverá en dirección de la fuerza

que se crea sobre el cable o conductor (de color rojo). Pero... ¿Si el

conductor o el campo magnético están en otra dirección? ¿cómo se

mueve?

   ¿Cómo se Mueve el Conductor?

   Es muy fácil con la regla de la mano izquierda. Si ponemos la mano

izquierda en dirección del campo magnético creado por el imán B (de

Norte a Sur) con el dedo índice, los otros 3 dedos, menos el pulgar, en la

dirección de la corriente eléctrica por el conductor (ver en la imagen

siguiente), la posición del pulgar nos dice la dirección del

movimiento del conductor (en la imagen F, hacia arriba). Fíjate en la

imagen siguiente:

   Esta regla es válida para cualquier caso que se de. En el caso anterior

el conductor sube (dirección de la fuerza generada sobre él).

   ¿Cómo Funciona un Motor Eléctrico? Principio de

Funcionamiento

   ¿Y si ahora en lugar de un conductor tenemos una espira por la

que circula corriente?

   Es como si tenemos 2 conductores enfrentados (por uno entra la

corriente y por el otro sale), un lado de la espira sube y el otro baja, ya

que por un lado la corriente entra y por el otro lado de la espira la

corriente sale. ¿Y esto que produce? Pues produce un giro de la espira,

un par de fuerzas en sentido contrario. Hemos conseguido hacer girar

una espira por medio de la corriente eléctrica. ¡¡¡Ya tenemos nuestro

motor!!!.

   Veamos el dibujo, fíjate en el sentido de las corrientes I a un lado y al

otro de la espira son contrarios, esto hace que se produzcan fuerzas

opuestas a cada lado de la espira = Par de Fuerzas = Giro.

   La entrada y salida de la corriente debe tener siempre el mismo

sentido, es por eso que debemos colocar lo que se llama el colector de

delgas, es el encargado de recoger la corriente desde las escobillas y

hacer que la corriente siempre entre y salga por el mismo lado. si te fijas

esta partido en dos y gira con la espira, esto es lo que al girar posibilita

que siempre entre la corriente por el mismos sitio respecto a la espira.

En el caso de la figura la corriente siempre entra por la parte izquierda

de la espira y siempre sale por la parte izquierda de la espira,

independientemente de como esté la espira.

   OJO en los motores de corriente alterna no hace falta el colector, ya

que la corriente continua cambia de sentido automáticamente cada ciclo

o vuelta. Ver alternador.

   En este, el de la imagen anterior, caso el imán es fijo (llamado estator)

y el rotor (parte giratoria) sería la espira o el bobinado (muchas

espiras), es lo más común. Hemos convertido la energía eléctrica

en energía mecánica en el movimiento del eje.

   Partes de un Motor Electrico

   Lógicamente cuantas más espiras y más imanes tenga nuestro motor,

mayor será su fuerza, ya que se sumarían todas las fuerzas de todas las

espiras e imanes.

   Su colocamos las espiras sobre (enganchadas) a un eje, las espiras al

girar harán que gire el eje. Esta parte móvil, el eje con las espiras, es lo

que se llama el Rotor del motor. Estas espiras se llaman bobinado del

motor, tiene un principio, en la primera espira, y un final en la última

espira. En definitiva es un solo cable que lo enrollamos en muchas

espiras. Por el principio de este bobinado será por donde entre

(metamos) la corriente eléctrica y saldrá por el final.

   Si ahora colocamos varios imanes fijos alrededor de este rotor,

tendremos una parte fija que se llama elEstator.

   Todo este bloque, rotor y estator, irá colocado sobre una base para

que pueda girar el rotor (sobre rodamientos) y que además cubrirá todo

el bloque para que no se vea. Este bloque es lo que se llama

laCarcasa del motor.

   Además todos los motores eléctricos tienen escobillas por donde

entra y sale la corriente al bobinado y además los de c.c. (corriente

continua) tienen delgas.

   Fíjate en la imagen siguiente, puedes ver todas las piezas de un motor

eléctrico:

   Pero realmente...¿Qué es un Motor Eléctrico?

   Los motores eléctricos son máquinas eléctricas rotatorias.

Transforman una energía eléctrica en energía mecánica. Tienen

múltiples ventajas, entre las que cabe citar su economía, limpieza,

comodidad y seguridad de funcionamiento, el motor eléctrico ha

reemplazado en gran parte a otras fuentes de energía, tanto en la

industria como en el transporte, las minas, el comercio, o el hogar.

   Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión

establecidas entre un imán y un hilo (bobina) por donde hacemos

circular una corriente eléctrica. Entonces solo seria necesario una bobina

(espiras con un principio y un final) un imán y una pila (para hacer pasar

la corriente eléctrica por las espiras) para construir un motor eléctrico.

   Los motores eléctricos que se utilizan hoy en día tiene muchas espiras

llamadas bobinado (de bobinas) enel rotor (parte giratoria) y un imán

grande llamado estator colocado en la parte fija del motor alrededor del

rotor. 

   También hay motores que su bobinado lo tienen en el estator y el rotor

sería el imán como podemos ver en la figura del estator bobinado de

abajo.

Estator

Es la parte del motor eléctrico que siempre se mantiene quieta. Se

compone de dos imanes fijos de polaridades diferentes, es decir, uno con

polaridad positiva y otro con polaridad negativa. Normalmente el estator

envuelve al rotor.

RotorEl rotor se encuentra en la mitad del estator y se compone de un eje, un

conmutador y dos bobinas. El eje es el soporte sobre el cual el rotor gira

y está en el centro del motor. Las bobinas se hallan cada una en un

extremo del rotor, consisten en un cable enrollado alrededor del rotor.

Cuando la electricidad recorre el cable, cada lado del rotor adquiere una

polaridad diferente.

FuncionamientoEl polo negativo del rotor se alejará del polo negativo del estator, lo

mismo sucederá con los polos positivos y esto hará que el rotor gire

sobre su eje y dé media vuelta, haciendo que los polos opuestos se

encuentren. Durante este movimiento el rotor se desconecta de la fuente

de electricidad, y cuando termina se conecta nuevamente. La electricidad

vuelve a recorrer el rotor y las polaridades se invierten, es decir, que la

parte negativa se convierte en positiva, y la positiva en negativa. Y

entonces el rotor da otra media vuelta y así sucesivamente. Este cambio

de polaridad se produce gracias al conmutador que conecta y desconecta

el rotor cada media vuelta.

Componentes

En general, los motores eléctricos tienen dos partes principales. Un

estator y un rotor. El estator es la parte fija del motor y el rotor es la parte

que se mueve. Estos dos componentes están encargados de convertir la

electricidad que reciben en movimiento gracias al fenómeno del

magnetismo.

Motores en Toda la CasaImagina el mundo de posibilidades que esta maravillosa máquina nos da

en nuestra vida diaria. Recorre tu casa, y descubre todas las cosas que

giran cuando están conectadas a la electricidad. Eso sí, ten mucho

cuidado, ¡porque con la electricidad no se juega!