Cómo funciona el motor eléctrico ?

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Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica aunque algunos tipos de motores tienen la capacidad de hacer lo contrario y funcionar como generadores de electricidad. Para muchos el conjunto completo de cables y de imanes puede resultar muy caótico pero en realidad son mecanismos muy simples con pocas partes móviles lo que limita mucho las pérdidas por la fricción y alcanzan una eficiencia superior al 95 por ciento.

Para comprender un poco cómo funciona el motor eléctrico diremos que la electricidad es un fenómeno que se debe al movimiento de electrones a lo largo de la estructura “cristalina” de un conductor eléctrico. Estos electrones producen un campo magnético cuando se mueven o rotan. Muchos conductores eléctricos tienen en sus átomos electrones cuyos campos eléctricos no son compensados por el movimiento de otros y si a esto sumamos que muchos de los campos magnéticos que estos electrones generan se orientan en una misma dirección entonces tenemos un imán que puede ser permanente si la orientación de los campos se mantiene fija y si no pues un imán temporal.

Creo que todos sabemos que los polos de un imán que tienen igual signo se repelen y lo que tienen signo diferente se atraen, bien en los primitivos motores eléctricos se colocaban varios imanes permanentes alrededor de una pieza giratoria llamada rotor. En el rotor hay un trozo metálico sobre el que se ha enrollado alambre de cobre, unos contactos, llamados comúnmente “escobillas”, permiten el paso de la corriente generando un imán temporal que es repelido por los imanes que rodean al rotor obligándolo a girar. El truco es mantener girando el imán del rotor ya que si las escobillas siempre estuvieran en contacto con la corriente en un momento dado el polo positivo (o norte) del rotor se alinearía con el polo negativo (o sur) de los imanes que están alrededor del mismo y dejaría de girar, aunque pudiera ocurrir lo contrario con el mismo resultado. Lo que ocurre es que las escobillas no siempre estén en contacto con la electricidad y cuando lo hacen mantienen la repulsión entre los imanes y con ello el movimiento.

En las primeras versiones del motor eléctrico se usaba un único imán con forma de “U” con el rotor girando en el centro, a este tipo de motor se le llamó un motor monofásico pues la corriente en el rotor solo cambia una vez de sentido por rotación, en los motores de fases múltiples hay varios imanes alrededor del motor y las escobillas tocan varios contactos que hacen que los imanes siempre repulsen el rotor por medio de varios cambios de fase. Son muy usuales los motores de tres fases en los que la corriente cambia de sentido tres veces por rotación generando tres campos magnéticos separados por un ángulo de 120 grados y que pueden mantenerse en rotación, ya no con tres imanes, si no con un número de imanes que tiene que ser múltiplo de tres de esta manera se aumenta la potencia del motor. El movimiento debe estar sincronizado sobre todo porque este sistema se usa principalmente es motores de corriente alterna, entonces la frecuencia de la corriente debe estar sincronizada con las fases del motor.

Casi todo motor eléctrico funciona de manera similar pero con ciertas variaciones; por ejemplo se puede usar un imán permanente en el rotor y que las corrientes generen imanes temporales a su alrededor, evitando usar escobillas y con ello se disminuyen las “chispas” eléctricas aún cuando obtenemos un motor menos potente que su equivalente, resulta más seguro en lugares donde se almacenan sustancias inflamables.

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