Experimento con baterías
Cuando piensas en un motor, puede que pienses inmediatamente en un coche, pero en realidad te encuentras con otros motores en tu casa todos los días. Así es, si te pones la ropa limpia de la lavadora, comes la comida de la nevera o usas un ventilador, has utilizado un motor eléctrico. En este proyecto de ciencias de la electrónica, harás un sencillo motor eléctrico con dos imanes que “hablan” entre sí. Cuando interactúen, alternarán entre “gustarse” (tirando el uno del otro) y “no gustarse” (alejándose el uno del otro). Todos esos empujes y tirones crearán un gran giro y eso es exactamente lo que es un motor, un eje giratorio.
¿Qué tienen en común los limpiaparabrisas, los reproductores de CD, los grabadores de DVD, las batidoras, las máquinas de hielo, los ordenadores portátiles y los juguetes para caminar? Todos tienen motores eléctricos. De hecho, puede pasear por su casa y encontrar muchos motores eléctricos escondidos en aparatos eléctricos, electrodomésticos y juguetes en todas las habitaciones. Los motores eléctricos no siempre son obvios en los dispositivos, y es posible que tenga que hacer una investigación de fondo sobre el funcionamiento de los dispositivos para descubrir dónde se esconden sus motores. Los motores eléctricos son una parte importante, e incluso vital, de nuestro mundo actual.
Cómo hacer un motor eléctrico sencillo
Cuando la electricidad funciona, tendemos a hablar de la corriente como un flujo de electrones, de negativo a positivo, en la dirección opuesta a la corriente convencional. Cuando se trata de entender la rotación de un motor o un generador,
Los motores de corriente continua son ideales para los juguetes que funcionan con pilas (como las maquetas de trenes, los coches teledirigidos o las afeitadoras eléctricas), pero no se encuentran en muchos electrodomésticos. Los pequeños electrodomésticos (como los molinillos de café o las batidoras eléctricas) suelen utilizar los llamados motores universales, que pueden funcionar con CA o CC. A diferencia de un simple motor de corriente continua, un motor universal tiene un electroimán, en lugar de un imán permanente, y toma su energía de la corriente continua o de la corriente alterna que se le suministre:
Animación: Cómo funciona un motor universal: La alimentación eléctrica alimenta tanto el campo magnético como la bobina giratoria. Con una alimentación de corriente continua, un motor universal funciona igual que uno de corriente continua convencional, como en el caso anterior. Con una alimentación de CA, tanto el campo magnético como la corriente de la bobina cambian de dirección cada vez que se invierte la corriente de alimentación. Esto significa que la fuerza sobre la bobina siempre apunta en la misma dirección.
Cómo funciona un motor eléctrico
Los imanes permanentes se utilizan en muchos motores y generadores eléctricos. Estos dispositivos tienen todo tipo de formas, tamaños, configuraciones y complejidad, pero sus principios básicos de funcionamiento son muy parecidos.
Vamos a mostrar uno de los motores eléctricos más sencillos que hemos visto hasta ahora. Utiliza unos cuantos clips, un cable aislado, una pila AA y un imán. No es terriblemente eficiente ni útil: ¡no verás uno de estos en tu coche eléctrico a corto plazo! Sin embargo, incluye todas las piezas e ideas relevantes que encontrarás en la mayoría de los motores eléctricos.
Es una gran herramienta educativa: sencilla, barata y entretenida. Lo hemos visto utilizar para demostraciones en el aula, e incluso para un concurso en el que los estudiantes de Física construyeron estos motores para ver quién podía girar más rápido.
Coge varios metros de este cable y construye un bucle de alambre como se muestra. Para mantener el tamaño de la bobina constante, envuelve el cable alrededor de un bolígrafo u otro objeto cilíndrico. Cualquier cantidad de 10 a 35 vueltas parece funcionar bien. Nosotros enrollamos esta bobina alrededor de una pila AA, que tenía un buen tamaño.
Motor de corriente continua
Dé una vuelta a la bobina para que empiece a girar. Si no sigue girando por sí sola, comprueba que el conjunto de la bobina está bien equilibrado al girar, que se ha raspado bien el esmalte (si has utilizado alambre esmaltado), que el extremo saliente se ha pintado con rotulador negro y que la bobina y el imán están cerca el uno del otro pero no se golpean. También puedes probar a ajustar la distancia que separa las cunas de los clips: Esto puede afectar a la calidad del contacto entre la bobina y los soportes. Es posible que tenga que apretar los extremos desplegados de los clips para asegurarse de que el papel de aluminio hace un buen contacto eléctrico.
La corriente fluye a través de la pila, el papel de aluminio y los clips, y hacia la bobina de alambre, creando un electroimán. Una cara de la bobina se convierte en un polo norte y la otra en un polo sur. El imán permanente atrae a su polo opuesto en la bobina y repele a su polo similar, haciendo que la bobina gire.
Otra forma de describir el funcionamiento del motor es decir que los imanes permanentes ejercen fuerzas sobre las corrientes eléctricas que circulan por la espira de alambre. Cuando el bucle de alambre está en un plano vertical, las fuerzas en los alambres superior e inferior del bucle estarán en direcciones opuestas. Estas fuerzas de dirección opuesta producen una fuerza de torsión, o par de torsión, en la espira de alambre que la hace girar.