GIRA Y GIRA SIN PARAR ¿Cómo construir fácilmente un motor? Alguna vez te has preguntado ¿Qué hace posible que funcione una lavadora, una nevera, un carro, un avión, un computador, etc.? ¿Será que tienen algo especial en su interior que les permite tener algún tipo de movimiento? Casi todos los aparatos que nos facilitan la vida tienen motores, pero ¿Qué es un motor?, ¿Cómo construirlo?, ¿Cómo se explica su funcionamiento? Estas y otras preguntas podrás resolver si logras construir con los materiales propuestos, un artefacto capaz de hacer girar un imán unido a un tornillo. ¿Qué pasa si unes el cable al imán por la parte inferior de éste?, o ¿Si cuelgas el tornillo con el imán del otro polo de la pila? En la construcción se te puede presentar alguno de los siguientes casos ¿Cómo resolverlo?: ¿Cómo lo hago? • ¿El imán no da vueltas? Lo más importante es que el circuito eléctrico esté cerrado. Cuida que la punta del tornillo tenga un buen contacto con la parte inferior de la pila. Utiliza imanes grandes en los primeros experimentos - con éstos es más fácil tener éxito. • ¿El tornillo oscila y no tiene un giro circular? Posiblemente tiene la punta torcida. Inténtalo con otro tornillo o lima la punta para que quede recta. • Mi estructura es demasiado pesada, la fuerza magnética no es suficiente para sujetarla a la pila. Coloque entre la pila y el tornillo un pequeño imán de bola. • Consejos para impresionar: Algo que causa impresión se consigue sujetando entre dos imanes un molinillo de papel. ¡Una manera curiosa de construir un ventilador! 1. Une la cabeza del tornillo con el imán y ubícalo sobre la mesa ¿Qué hay detrás? ¿Qué necesito? • Un imán de diámetro 8 mm y altura 3 mm como mínimo. Es más divertido realizar este experimento con imanes más grandes. • Una pila AA • Un cable de cobre de 10 cm de longitud • Un tornillo para madera como se muestra en la siguiente imagen. El motor que construiste, no sólo es el más sencillo sino también el más rápido de construir. Cuando se conecta el extremo de un alambre conductor a uno de los polos de la pila y el otro extremo a un imán cilíndrico unido al tornillo, el dispositivo comienza a rotar. 2. Con el dedo índice de una mano, aprieta un extremo del alambre al contacto positivo de la pila. 3. Une el contacto negativo de la pila con el extremo libre del tornillo. La punta del tornillo es tan pequeña que al hacer contacto con la pila se genera un roce de baja fricción. 4. Con la otra mano une el otro extremo del alambre al imán. ¡Ya tienes listo tu motor! Observa qué tan rápido puede girar, ¿crees que pueda alcanzar 10.000 revoluciones por minuto? El rotor se forma por el tornillo y el imán y se encarga de realizar dos funciones esenciales de la física: primero proporciona el campo magnético necesario para que un motor eléctrico funcione, y segundo, conduce la electricidad de un contacto de la pila al otro a través del alambre. El tornillo, al estar en contacto con el imán se magnetiza, razón por la cual queda suspendido del polo negativo de la pila. La fuerza gravitacional mantiene al rotor en posición vertical. La alta corriente que fluye de un polo de la pila al otro a través del alambre el imán y el tornillo, pasa a través del campo magnético del imán creando así lo que se conoce como fuerza de Lorentz, la cual es perpendicular a la corriente y a la dirección del campo magnético. La dirección de esta fuerza viene dada por la ‘regla de la mano derecha’. Figura 1 Motor La fuerza de la corriente se transforma en un momento de torsión que hace rotar al tornillo y el imán. En la figura 2 se muestra el esquema del imán que muestra las líneas del campo magnético (B), la corriente (I) y el sentido de rotación. La diferencia entre un motor típico y este dispositivo es grande, ya que en esta construcción no sólo falta la bobina que genera un segundo campo magnético, sino también el conmutador, el cual invierte la polaridad de la corriente en el momento indicado. B N S Figura 2 Líneas de campo magnético, corriente y rotación Temas relacionados Circuito eléctrico, electromagnetismo, materiales conductores, fuerza de Lorentz, regla de la mano derecha, momento de torsión. Aplicación cotidiana • Este pequeño prototipo es la base para el desarrollo de los motores eléctricos de aplicaciones industriales que se consiguen actualmente. • La gran mayoría de los servos para aplicaciones de robótica por ejemplo, usan este principio de operación en los motores que tienen en su interior. • El motor construido ilustra el principio de un generador homopolar o generador eléctrico, destinado a la transformación de energía mecánica en energía eléctrica mediante el fenómeno de la inducción electromagnética.