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 umaforça 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
são giratórios, 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
eletronicos.
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 freqüência.
3.
Dentro de um motor elétrico essas
forças de atração e repulsão criam movimento de rotação.
No esquema acima, você pode ver
dois ímãs no motor: a armadura (ou rotor) é um eletroímã, ao passo que o
ímã de campo é um ímã permanente (o ímã de campo também pode ser um eletroímã, mas na maioria dos
motores pequenos isso não acontece, para economizar energia).
Se
você conectar os fios do motor a uma pilha de lanterna, o eixo gira.
Se você inverter os fios, ele gira na direção oposta.
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.
 Eletroímã em um ímã tipo ferradura |
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.
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