Hace tiempo, cuando estudiaba Ingeniería Informática, en tercero de carrera, allá por el año 2002, nos mandaron hacer un motor eléctrico elemental en la asignatura de Física Aplicada a la Tecnología de los Computadores.
Era una práctica muy completa para entender no solamente el funcionamiento de los motores eléctricos que a día de hoy se utilizan casi en cualquier aplicación, sino también para aprender los fundamentos del electromagnetismo.
¿Cómo funciona un motor eléctrico? Un motor eléctrico funciona porque cualquier corriente que circula por un conductor genera un campo magnético. Si a este campo magnético se le contrapone otro campo magnético y el conductor tiene libertad de movimiento se consigue movimiento.
Entonces… ¿Qué hace falta?
a) Una bobina por la que circulará la corriente y generará un campo magnético
b) Unos imanes para mantener un campo magnético.
c) Y demás piezas para montar todo el chiringuito.
Este tipo de motores tiene dos partes:
a) Rotor: Es la parte que gira del motor
b) Estator: Es la parte estática del motor.
Para el caso particular de este motor el rotor está formado por la bobina y el estátor por unos imanes. La combinación puede ser a la inversa, o bien substituir los imanes por bobinas y utilizar únicamente bobinas para el estator y para el rotor.
Bien… en el motor que se ve en la fotografía, la corriente parte de las pilas (yo utilicé 4 pilas de 1,5 V., 4,5 V en total), y llega hasta las escobillas: Las escobillas se encargan de estar en contacto siempre con alguna de las terminales de la bobina: Desde 0º hasta 180º grados de giro, el terminal positivo conecta una terminal de la bobina y el terminal negativo conecta la otra terminal de la bobina. En el siguiente medio giro del rotor, desde 180º hasta 360º, se invierten: la terminal que estaba en contacto con el polo positivo ahora está en contacto con la negativa y en el otro se vuelve a invertir la polaridad. Sin embargo el campo magnético de la bobina siempre tiene el mismo sentido y siempre se opone al campo magnético del estátor.
Las escobillas las solucioné con dos cables pelados y que estaban doblados hacia dentro. De esta forma cuando se interponía el eje del rotor ejercía presión sobre los cables sobre las terminales peladas de la bobina.
El cable para hacer la bobina tiene que ser un cable barnizado (para evitar el cortocircuito entre las espiras de la bobina) y de un grosor grande (por ejemplo 1 mm de diámetro). En la parte donde el cable de la bobina esté en contacto con las escobillas tendrá que limarse para eliminar el barniz y pueda conducir la corriente. Si el cable es demasiado fino la corriente que circula por él es muy pequeña y no genera un campo magnético suficiente para generar ningún movimiento.
El campo magnético va a depender del número de vueltas, del tamaño de la bobina y del grosor del conductor.
Y una vez que todo se monta, sólo queda ver como funciona: