Pesquisa: Motores Elétricos

       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.