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Motor eléctrico superpotente (con dos motores 775
Los motores eléctricos están por todas partes. Dowell/Getty Images¡Los motores eléctricos están por todas partes! En tu casa, casi todos los movimientos mecánicos que ves a tu alrededor están causados por un motor eléctrico de CA (corriente alterna) o de CC (corriente continua). En este artículo veremos ambos tipos.Al entender cómo funciona un motor puedes aprender mucho sobre los imanes, los electroimanes y la electricidad en general. Un motor eléctrico utiliza imanes para crear movimiento. Si alguna vez has jugado con imanes, conoces la ley fundamental de todos los imanes: Los opuestos se atraen y los gustos se repelen.PublicidadEntonces, si tienes dos imanes de barra con sus extremos marcados como «norte» y «sur», entonces el extremo norte de un imán atraerá el extremo sur del otro. Por otro lado, el extremo norte de un imán repelerá el extremo norte del otro (y el sur repelerá el sur). Dentro de un motor eléctrico, estas fuerzas de atracción y repulsión crean un movimiento de rotación.
Para entender cómo funciona un motor eléctrico, la clave es entender cómo funciona el electroimán. (Un electroimán es la base de un motor eléctrico. Supongamos que creas un electroimán sencillo enrollando 100 vueltas de alambre alrededor de un clavo y conectándolo a una pila. El clavo se convertiría en un imán y tendría un polo norte y un polo sur mientras la pila esté conectada.PublicidadAhora digamos que tomas tu electroimán de clavo, pasas un eje por el centro del mismo y lo suspendes en medio de un imán de herradura como se muestra en la ilustración. Si conectas una pila al electroimán de modo que el extremo norte del clavo aparezca como se muestra, la ley básica del magnetismo te dice lo que sucedería: El extremo norte del electroimán sería repelido del extremo norte del imán de herradura y atraído por el extremo sur del imán de herradura. El extremo sur del electroimán sería repelido de forma similar. El clavo se movería media vuelta y luego se detendría en la posición indicada.
Cómo actualizar el motor de corriente continua a alta velocidad y más fuerte
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. La mayoría de los motores eléctricos funcionan a través de la interacción entre el campo magnético del motor y la corriente eléctrica en un bobinado de alambre para generar fuerza en forma de par aplicado en el eje del motor. Un generador eléctrico es mecánicamente idéntico a un motor eléctrico, pero funciona con un flujo de potencia inverso, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica.
Los motores eléctricos pueden ser alimentados por fuentes de corriente continua (CC), como las baterías o los rectificadores, o por fuentes de corriente alterna (CA), como una red eléctrica, inversores o generadores eléctricos.
Los motores eléctricos pueden clasificarse por consideraciones como el tipo de fuente de energía, la construcción, la aplicación y el tipo de salida de movimiento. Pueden alimentarse con CA o CC, ser de escobillas o sin escobillas, monofásicos, bifásicos o trifásicos, de flujo axial o radial, y pueden estar refrigerados por aire o por líquido.
Los motores normalizados proporcionan una potencia mecánica conveniente para el uso industrial. Los más grandes se utilizan para la propulsión de barcos, la compresión de tuberías y las aplicaciones de almacenamiento por bombeo, con una potencia superior a los 100 megavatios.
Cómo construir un sencillo motor rápido y potente paso a paso
Voy a suponer que este niño de 6 años tiene al menos un poco de experiencia en física. Voy a empezar respondiendo al porqué de cada resultado con un montón de matemáticas para describir la física que hay detrás de todo ello. Luego responderé a cada caso individualmente con las matemáticas que proporcionan el razonamiento detrás de cada resultado. Terminaré respondiendo a tu pregunta «en general».
La constante de par, \$K_t\$, es uno de los principales parámetros del motor que describen el motor específico basado en los diversos parámetros de su diseño, tales como la fuerza magnética, el número de vueltas de alambre, la longitud de la armadura, etc. como usted ha mencionado. Su valor se da en par por amperio y se calcula como:
¿Por qué \$K_e = K_t\$? Por la ley física de la Conservación de la Energía. Que básicamente establece que la potencia eléctrica que se introduce en el motor tiene que ser igual a la potencia mecánica que se obtiene del mismo. Asumiendo una eficiencia del 100%:
Por lo tanto, como el campo magnético aumenta, la velocidad disminuirá. Esto también tiene sentido porque cuanto más fuerte sea el campo magnético, más fuerte será el «empuje» sobre el inducido, por lo que se resistirá a un cambio de velocidad.
Mejorar el motor de CC aumentando la velocidad y la potencia
Con la invención de la pila (Allessandro Volta, 1800), la generación de un campo magnético a partir de la corriente eléctrica (Hans Christian Oersted, 1820) y el electroimán (William Sturgeon, 1825) se sentaron las bases para construir motores eléctricos. En aquella época aún estaba abierto si los motores eléctricos debían ser máquinas rotativas o reciprocantes, es decir, simular el vástago de una máquina de vapor.
En todo el mundo, muchos inventores trabajaban en paralelo en esta tarea: era un problema de «moda». Casi a diario se descubrían nuevos fenómenos. Los inventos en el campo de la ciencia eléctrica y sus aplicaciones estaban en el aire.
A menudo los inventores no se conocían entre sí y desarrollaban soluciones similares de forma independiente. Las historias nacionales se configuran en consecuencia hasta el día de hoy. Lo que sigue es un intento de ofrecer una imagen completa y neutral.
Después de muchos otros intentos más o menos exitosos con aparatos rotatorios y recíprocos relativamente débiles, el prusiano de habla alemana Moritz Jacobi creó en mayo de 1834 el primer motor eléctrico rotatorio real que realmente desarrolló una notable potencia mecánica de salida. Su motor estableció un récord mundial que fue mejorado sólo cuatro años después, en septiembre de 1838, por el propio Jacobi. Su segundo motor era lo suficientemente potente como para conducir un barco con 14 personas a través de un ancho río. No fue hasta 1839/40 cuando otros desarrolladores de todo el mundo consiguieron construir motores de prestaciones similares y, posteriormente, también superiores.