GIRA Y GIRA SIN PARAR

GIRA Y GIRA SIN PARAR
¿Cómo construir fácilmente un motor?
Alguna vez te has preguntado ¿Qué hace posible que funcione
una lavadora, una nevera, un carro, un avión, un computador,
etc.? ¿Será que tienen algo especial en su interior que les permite tener algún tipo de movimiento? Casi todos los aparatos
que nos facilitan la vida tienen motores, pero ¿Qué es un motor?, ¿Cómo construirlo?, ¿Cómo se explica su funcionamiento?
Estas y otras preguntas podrás resolver si logras construir con
los materiales propuestos, un artefacto capaz de hacer girar un
imán unido a un tornillo.
¿Qué pasa si unes el cable al imán por la parte inferior de éste?,
o ¿Si cuelgas el tornillo con el imán del otro polo de la pila?
En la construcción se te puede presentar alguno de los siguientes
casos ¿Cómo resolverlo?:
¿Cómo lo hago?
• ¿El imán no da vueltas? Lo más importante es que el circuito
eléctrico esté cerrado. Cuida que la punta del tornillo tenga un
buen contacto con la parte inferior de la pila. Utiliza imanes
grandes en los primeros experimentos - con éstos es más fácil
tener éxito.
• ¿El tornillo oscila y no tiene un giro circular? Posiblemente
tiene la punta torcida. Inténtalo con otro tornillo o lima la punta para que quede recta.
• Mi estructura es demasiado pesada, la fuerza magnética no
es suficiente para sujetarla a la pila. Coloque entre la pila y el
tornillo un pequeño imán de bola.
• Consejos para impresionar: Algo que causa impresión se
consigue sujetando entre dos imanes un molinillo de papel.
¡Una manera curiosa de construir un ventilador!
1. Une la cabeza del tornillo con el imán y ubícalo sobre la mesa
¿Qué hay detrás?
¿Qué necesito?
• Un imán de diámetro 8 mm y altura 3 mm como mínimo.
Es más divertido realizar este experimento con imanes más
grandes.
• Una pila AA
• Un cable de cobre de 10 cm de longitud
• Un tornillo para madera
como se muestra en la siguiente imagen.
El motor que construiste, no sólo es el más sencillo sino también
el más rápido de construir. Cuando se conecta el extremo de un
alambre conductor a uno de los polos de la pila y el otro extremo
a un imán cilíndrico unido al tornillo, el dispositivo comienza a
rotar.
2. Con el dedo índice de una mano, aprieta un extremo del
alambre al contacto positivo de la pila.
3. Une el contacto negativo de la pila con el extremo libre del
tornillo. La punta del tornillo es tan pequeña que al hacer contacto con la pila se genera un roce de baja fricción.
4. Con la otra mano une el otro extremo del alambre al imán.
¡Ya tienes listo tu motor! Observa qué tan rápido puede girar,
¿crees que pueda alcanzar 10.000 revoluciones por minuto?
El rotor se forma por el tornillo y el imán y se encarga de realizar dos funciones esenciales de la física: primero proporciona el
campo magnético necesario para que un motor eléctrico funcione, y segundo, conduce la electricidad de un contacto de la pila
al otro a través del alambre.
El tornillo, al estar en contacto con el imán se magnetiza, razón
por la cual queda suspendido del polo negativo de la pila. La
fuerza gravitacional mantiene al rotor en posición vertical.
La alta corriente que fluye de un polo de la pila al otro a través
del alambre el imán y el tornillo, pasa a través del campo magnético del imán creando así lo que se conoce como fuerza de
Lorentz, la cual es perpendicular a la corriente y a la dirección del
campo magnético. La dirección de esta fuerza viene dada por la
‘regla de la mano derecha’.
Figura 1
Motor
La fuerza de la corriente se transforma en un momento de torsión que hace rotar al tornillo y el imán. En la figura 2 se muestra
el esquema del imán que muestra las líneas del campo magnético (B), la corriente (I) y el sentido de rotación.
La diferencia entre un motor típico y este dispositivo es grande,
ya que en esta construcción no sólo falta la bobina que genera
un segundo campo magnético, sino también el conmutador, el
cual invierte la polaridad de la corriente en el momento indicado.
B
N
S
Figura 2
Líneas de campo magnético, corriente y rotación
Temas relacionados
Circuito eléctrico, electromagnetismo, materiales conductores,
fuerza de Lorentz, regla de la mano derecha, momento de torsión.
Aplicación cotidiana
• Este pequeño prototipo es la base para el desarrollo de los
motores eléctricos de aplicaciones industriales que se consiguen actualmente.
• La gran mayoría de los servos para aplicaciones de robótica
por ejemplo, usan este principio de operación en los motores
que tienen en su interior.
• El motor construido ilustra el principio de un generador
homopolar o generador eléctrico, destinado a la transformación
de energía mecánica en energía eléctrica mediante el fenómeno
de la inducción electromagnética.