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Como funciona um motor elétrico
Um motor elétrico é um dispositivo que funciona com corrente alternada ou contínua e que converte a energia elétrica em movimento ou em energia mecânica.
Desde sua invenção, os motores elétricos são ferramentas muito úteis para realizar diversos tipos de tarefas e se encontram em diversos objetos como ventiladores, eletrodomésticos, automóveis e etc.
Bases de um motor elétrico
Todo motor se baseia na ideia de que o magnetismo produz uma força física que move os objetos. E depende de imãs que podem atrair ou repelir outro imã.
Nos motores é utilizado a eletricidade para criar campos magnéticos que se opõe entre sí, de modo que movam uma parte giratória chamada Rotor.
No Rotor se encontra a bobina que tem o campo magnético oposto ao da parte estática do motor.
O campo magnético desta parte gera imãs permanentes e a ação repelente destes polos opostos é o que faz com o que o rotor começa a girar
Se o mecanismo acabasse por aí, quando os polos se alinhassem, o motor pararia. Portanto, para que o Rotor continue a se mover, é necessário que a polaridade do eletroímã se inverta e a forma como esta troca é realizada é que define o tipo de motor elétrico.
Tipos de motor
A classificação dos motores elétricos depende de sua fonte de eletricidade.
A maioria deles funciona com corrente alternada, que troca a direção do fluxo várias vezes por segundo.
As áreas de polo positivo e negativo no eletroímã se revertem e alteram o que faz com que se mantenha girando.
Qualquer equipamento que se mova e esteja conectado a uma tomada na parede é impulsionado por este tipo de motor.
Entretanto também existem os motores que trabalham com corrente contínua. Estes obtêm a eletricidade através de uma bateria.
Para realizar o processo de inversão, possuem uma peça chamada comutador, que alterna dentro do eletroímã a direção da corrente e muda a polaridade do campo magnético.
Os motores de corrente contínua são mais primitivos que os de corrente alternada porém podem ser úteis em lugares que não exista uma fonte de corrente elétrica.
A engenharia moderna realizou grandes invenções e o motor elétrico é um exemplo disso. Apesar do magnetismo ser estudado por muitos anos, a utilização disso para criar energia mecânica é algo novo.
Motor elétrico CA
Quando falamos em motor elétrico CA, basicamente estamos falando de um motor que possui a sua alimentação em corrente alternada (abreviação CA). Motores elétricos são usados para converter energia elétrica em energia mecânica a fim de produzir trabalho em um sistema.
Especificamente, a energia rotacional é produzida a partir da força de campos magnéticos induzidos pela corrente alternada que flui através de bobinas elétricas.
O motor de corrente alternada é usado para fornecer energia para uma grande variedade de sistemas, variando desde pequenos servomecanismos até grandes máquinas industriais. A maioria dos motores de corrente alternada consistem em dois componentes principais: um estator e um rotor. O estator é basicamente um anel de metal com fendas que prendem as bobinas de fio isolado em um núcleo de aço. A corrente alternada passa então por esses fios para produzir um campo magnético rotativo.
O rotor é uma haste, com uma pilha de barras condutoras uniformemente espaçadas no seu núcleo. Durante a operação, o núcleo do rotor interage com o campo magnético gerado pelos enrolamentos do estator, fazendo com que o rotor gire e produza torque. Todos estes componentes são normalmente alojados dentro de uma caixa ou invólucro projetado para proteger o motor e controlar a geração de calor.
Tipos de Motores CA
Existem dois diferentes tipos de motores elétricos CA: o motor elétrico síncrono e o de indução (assíncrono).
O motor elétrico de indução é confeccionado com bobinamentos em sua armadura (stator) e obtêm o torque no rotor através de correntes induzidas nestas bobinas variando o campo magnético. Em outras palavras, a tensão é “induzida” no rotor através de indução eletromagnética, eliminando a necessidade de comutação de anel escovado ou deslizante. O rotor em motores de indução normalmente gira em uma taxa mais lenta do que a frequência fornecida a ele, e tipicamente há um “deslizamento” ou perda da velocidade exata durante a operação. Mais de 90% de todos os motores utilizados na indústria são motores de indução CA devido à sua simplicidade, construção robusta e custos de fabricação relativamente baixos. Eles são adaptáveis a muitos ambientes diferentes e capazes de fornecer potência considerável, bem como controle de velocidade variável com um inversor de frequência como falamos anteriormente.
O motor elétrico síncrono usa um rotor bobinado, no qual bobinas são colocadas nas ranhuras deste rotor. O rotor por sua vez é excitado por uma fonte de alimentação contínua CC externa, utilizando anéis deslizantes e escovas para fornecer corrente ao rotor. Estes motores são projetados para operar a uma velocidade constante específica em conformidade com o campo magnético rotativo. Um motor síncrono não é um motor de partida automática porque o torque só é desenvolvido quando ele funciona a uma velocidade síncrona; assim, a sua partida pode ser feita através de um motor cc comum acoplado em seu eixo. Um motor síncrono é frequentemente usado onde necessita-se de uma velocidade exata.
Curiosidades
- Em 1820, o cientista dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) não imaginou que com uma singela experiência descobriria um princípio físico fundamental para o funcionamento desse tipo de motor. Oersted passou uma corrente elétrica, gerada por uma pilha, por um fio condutor e depois aproximou desse fio uma bússola; a agulha, que é um ímã (uma barra magnética), mexeu-se e alinhou-se perpendicularmente ao fio.
