APLICACIONS DE L'ELECTROMAGNETISME
 
MOTOR ELÈCTRIC
 
OBJECTIU

L’objectiu d’aquesta experiència és estudiar el funcionament d’un motor elèctric de corrent continu.

MATERIAL

 

  • Pila 4,5 V (2)

  • Cables conductors

  • Polsador

  • Amperímetre

  • Motor-generador

  • Imant (2)

 

 
DESENVOLUPAMENT
  • Muntem el circuit elèctric tal i com s’indica a la imatge. Col·loquem els imants, un a sobre de l’altre, orientats de la mateixa manera.
  • Posem la bobina giratòria del motor-generador en posició horitzontal.
  • Premem el polsador per tal que passi corrent elèctric i observem què passa.
  • Invertim la polaritat de les piles, tornem a fer passar corrent i observem què succeeix.
 
OBSERVACIONS

Quan fem passar corrent, la bobina comença a girar. Si invertim la polaritat de les piles, la bobina gira en sentit contrari.
 
EXPLICACIÓ

Un motor elèctric és una màquina que converteix energia elèctrica en energia mecànica mitjançant interaccions electromagnètiques.

Hi ha motors que funcionen amb una font de corrent continu (CC) com, per exemple, una bateria, i hi ha uns altres que ho fan amb una font de corrent altern (CA). Tot i que hi ha molts dissenys de motors elèctrics, el principi de funcionament en tots és el mateix.

Quan passa corrent elèctric pel circuit s’aconsegueix que la bobina giri. Hi ha dos principis de física relacionats entre si que expliquen aquest fet.

  • Principi de la inducció electromagnètica: estableix que quan un circuit elèctric es mou en un camp magnètic, o quan es fa variar la intensitat del camp magnètic que passa a través d'un circuit elèctric immòbil, s'inicia o "indueix" un corrent elèctric en el circuit.
  • Principi de la reacció electromagnètica: observat pel físic francès André Marie Ampère l’any 1820. Aquest principi és l’invers de l’anterior.

Per la llei de Laplace, si situem un conductor que transporti corrent elèctric a l’interior d’un camp magnètic, aquest experimentarà una força. De la mateixa manera, si connectem una bobina a un circuit elèctric i la situem a l’interior d’un camp magnètic, la força que es crea provoca que la bobina giri. Si acoblem la bobina a l’eix del motor, podrem convertir energia elèctrica en energia mecànica.

Un motor està format per tres parts ben diferenciades:

  • L’estator. És l’imant o electroimant encarregat de crear el camp magnètic.

  • El rotor. És un cilindre d’acer capaç de girar al voltant del seu eix. A la seva superfície lateral hi ha acoblats molts fils conductors en forma d’espira rectangular (creant una bobina). Quan passa corrent continu per la bobina aquesta es sotmet a dues forces iguals però de sentit contrari que l’obliguen a girar.

  • El col·lector. El corrent elèctric passa a les espires a partir del col·lector i per les escombretes, que són unes peces metàl·liques que, per fregament, estan en contacte continu amb el col·lector. El col·lector està dividit en dos semianells separats per un material aïllant. Un dels anells està connectat a un extrem de les espires, i l’altre a l’altre extrem. En el mateix moment en que el pla de les espires és perpendicular al camp magnètic, cadascuna de les escombretes passa a fer contacte amb l’altre anell, invertint així el sentit del corrent. Cada mitja volta aquesta situació es repeteix i, per tant, les espires adquireixen un moviment de rotació.

 
 
ALTRES APLICACIONS DE L'ELECTROMAGNETISME