Um motor elétrico é uma
máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. A maioria de motores
elétricos trabalha pela interação entre campos eletromagnéticos, mas existem motores baseados em outros fenômenos
eletromecânicos, tais como forças eletrostáticas. O princípio fundamental em
que os motores eletromagnéticos são baseados é que há uma força mecânica em todo o fio quando está conduzindo corrente elétrica imersa em um campo
magnético. A força é descrita pela lei da força de Lorentz e é perpendicular ao fio e ao campo magnético. Em um motor
giratório, há um elemento girando, o rotor. O rotor gira porque os fios e o campo magnético são
arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do
rotor.
A maioria de motores
magnéticos é giratória, mas existem também os tipos lineares. Em um motor
giratório, a parte giratória (geralmente no interior) é chamada de rotor, e a
parte estacionária é chamada de estator.
O motor é constituído de eletroímãs que são posicionados em ranhuras do
material ferromagnético que constitui o corpo do rotor e enroladas e
adequadamente dispostas em volta do material ferromagnético que constitui o estator.
Motores de corrente contínua
Podem funcionar
com velocidades ajustáveis entre amplos limites e se prestam a controles de
grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais
em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no
caso da alimentação usada ser contínua, como no caso das pilhas
em dispositivos eletrônicos.
Motores
de corrente alternada
Em cada
instante, um par de pólos possui o campo de maior
intensidade, cuja associação vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante
que se desloca ao longo do perímetro do estator e que também varia no tempo.
Os principais tipos
são:
1. Motor síncrono: funciona com
velocidade constante; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante
pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo
campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades
estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode ser utilizado quando se
requer grande potência, com torque constante.
2. Motor de indução: funciona
normalmente com velocidade estável, que varia ligeiramente com a carga mecânica
aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, é o
motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de
máquinas acionadas encontradas na prática. Atualmente é possível controlarmos a
velocidade dos motores de indução com o auxílio de inversores de frequência.
Dentro de um
motor elétrico essas forças de atração e repulsão criam movimento de
rotação.
Dentro das tampas estão as escovas do motor.
Essas escovas transferem energia da bateria para o comutador enquanto o motor
gira:
Um eletroímã é a base de um motor elétrico.
Você pode entender como um motor funciona imaginando a seguinte situação.
Digamos que você tenha criado um eletroímã simples enrolando 100 voltas de
fio em um prego e conectando os terminais do fio a uma pilha. O prego se transforma em um ímã e tem um pólo norte e um
pólo sul enquanto a bateria estiver conectada.
Agora digamos que você pegue seu
eletroímã feito com prego, atravesse um eixo no meio do prego e
o suspenda no meio de um ímã tipo ferradura, conforme mostrado na figura
abaixo. Se você ligar uma bateria ao eletroímã de modo que o pólo norte apareça
conforme mostrado, a lei básica do magnetismo diz a você o que acontecerá: o
pólo norte do eletroímã será repelido pelo pólo norte do ímã tipo ferradura e
atraído pelo pólo sul do ímã tipo ferradura. O pólo sul do eletroímã será
repelido de maneira similar. O prego se moverá metade de uma volta e então
parará na posição mostrada.
Você pode ver que esse movimento de
meia-volta é simplesmente devido à maneira como ímãs se atraem e repelem
naturalmente. O importante para um motor elétrico é ir uma etapa adiante, de
modo que, no momento em que esse movimento de meia-volta se completar, o campo
do eletroímã tenha o sentido invertido.
A inversão faz com que o eletroímã complete outra meia-volta de movimento. Para
inverter o campo magnético basta mudar a direção do fluxo dos elétrons no fio
(invertendo a corrente que vem da bateria). Se o campo do eletroímã for
invertido precisamente no momento final da meia-volta de movimento, o motor
elétrico girará livremente.
