Motor eléctrico para niños
Un motor eléctrico es un aparato que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de movimiento giratorio. Esto lo logra usando los campos magnéticos que se crean en sus partes internas, llamadas bobinas. Son máquinas que giran y están formadas por dos partes principales: el estator (la parte fija) y el rotor (la parte que gira).
Algunos motores eléctricos son muy versátiles. Pueden funcionar al revés, es decir, convertir el movimiento mecánico en energía eléctrica, actuando como generadores o dínamos. Por ejemplo, los motores de los trenes o de los coches híbridos a menudo hacen ambas cosas.
Los motores eléctricos se usan en muchísimos lugares: en fábricas, tiendas y en nuestras casas. Los encontramos en ventiladores, en los vibradores de los teléfonos móviles, en bombas de agua, en vehículos eléctricos, en electrodomésticos, en herramientas como los esmeriles y en las unidades de disco de los ordenadores. Pueden funcionar con corriente continua (CC) o con corriente alterna (CA).
La corriente continua (CC) suele venir de baterías, paneles solares, dínamos o fuentes de alimentación dentro de los aparatos. La corriente alterna (CA) se obtiene directamente de la red eléctrica, de alternadores en plantas de energía o de otros aparatos que transforman la corriente.
Podemos encontrar motores eléctricos muy pequeños, incluso en relojes. Los motores más comunes, con tamaños y características estándar, se usan mucho en la industria. Los motores eléctricos más grandes se emplean para mover trenes, compresores y bombas muy potentes, llegando a generar hasta 100 megavatios. Estos motores se pueden clasificar según el tipo de energía que usan, su construcción, su uso o el tipo de movimiento que producen.
Contenido
¿Cómo funcionan los motores eléctricos?
Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica en movimiento. El secreto de esta transformación está en los campos magnéticos. Aunque hay muchos tipos de motores, todos usan la misma idea básica: la electricidad crea magnetismo, y este magnetismo hace que las partes del motor se muevan.
Imagina que tienes un imán. Si acercas otro imán, pueden atraerse o repelerse, ¿verdad? Pues en un motor eléctrico, la electricidad se usa para crear imanes temporales (llamados electroimanes) dentro del motor. Estos electroimanes interactúan con otros imanes (permanentes o también electroimanes) y, al atraerse y repelerse de forma controlada, hacen que una parte del motor, el rotor, gire sin parar.
La fuerza que hace que esto ocurra se llama fuerza de Lorentz. Es una fuerza que aparece cuando una carga eléctrica (como las que viajan en la corriente) se mueve a través de un campo magnético. Esta fuerza empuja o tira de las partes del motor, haciendo que giren y generen el movimiento que usamos para hacer funcionar máquinas.
Características de los motores eléctricos
Los motores eléctricos tienen muchas ventajas:
- Tamaño y peso: Para la misma potencia, son más pequeños y ligeros que los motores de gasolina o diésel.
- Diseño flexible: Se pueden construir de casi cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita.
- Fuerza constante: Tienen una fuerza de giro (llamada par de giro) muy alta y, en muchos casos, casi constante, lo que los hace muy eficientes.
- Eficiencia: Su rendimiento es muy alto, normalmente alrededor del 75%, y puede ser aún mayor en motores más potentes. Esto significa que aprovechan muy bien la energía que consumen.
- Limpios: No producen gases contaminantes directamente, aunque la electricidad que usan puede generarse en centrales que sí contaminan.
- Refrigeración: Generalmente no necesitan sistemas de refrigeración externos, ya que se enfrían solos.
- Cajas de cambios: No suelen necesitar cajas de cambios complejas, a menudo basta con una sola velocidad.
Tipos de motores eléctricos
Existen diferentes tipos de motores eléctricos, que se clasifican principalmente por el tipo de corriente que usan:
Motores de corriente continua (CC)
Estos motores funcionan con corriente que siempre fluye en la misma dirección, como la de una batería. Algunos tipos comunes son:
- Motores con escobillas (como los que se usaban antes en muchos juguetes).
- Motores sin escobillas (más modernos y eficientes).
- Motores paso a paso: Giran en pasos muy precisos, ideales para impresoras 3D o robots.
- Servomotores: Permiten un control muy exacto de la posición y la velocidad.
Motores de corriente alterna (CA)
Estos motores usan corriente que cambia de dirección periódicamente, como la de los enchufes de casa. Son los más usados en la industria. Los principales tipos son:
- Motor universal: Puede funcionar tanto con corriente alterna como con corriente continua.
- Motor asíncrono: Es el más común en la industria y requiere poco mantenimiento.
- Motor síncrono: Gira a una velocidad muy precisa, sincronizada con la frecuencia de la corriente.
Usos de los motores eléctricos
Los motores eléctricos se encuentran en la mayoría de las máquinas modernas. Su tamaño compacto permite que motores potentes se usen en aparatos pequeños, como taladros o batidoras. Su gran fuerza de giro y alta eficiencia los hacen ideales para mover transportes pesados como trenes, barcos, submarinos y camiones de minería, a menudo usando un sistema que combina un motor diésel con un generador eléctrico para alimentar los motores eléctricos.
¿Cómo se cambia el sentido de giro?
Cambiar el sentido en que gira un motor eléctrico es bastante sencillo:
- Para motores de corriente alterna: En los motores que usan tres fases de corriente, solo hay que intercambiar dos de las conexiones de alimentación.
- Para motores de corriente continua: Hay que invertir la conexión de los cables que alimentan el motor.
Regulación de velocidad
La velocidad de los motores eléctricos también se puede controlar. En los motores síncronos de corriente alterna, se puede variar la velocidad cambiando la frecuencia de la corriente con un aparato electrónico especial. También se puede cambiar la polaridad del motor, lo que permite tener diferentes velocidades fijas.
Otros tipos de motores
Además de los motores que usan campos magnéticos, existen otros tipos interesantes:
Motores electrostáticos
Un motor electrostático funciona con la atracción y repulsión de cargas eléctricas. A diferencia de los motores magnéticos que usan alta corriente y bajo voltaje, estos suelen necesitar alto voltaje. Los primeros motores electrostáticos fueron desarrollados en el siglo XVIII. Hoy en día, se usan en sistemas muy pequeños, como los MEMS (sistemas micro-electromecánicos), donde es más fácil fabricar placas cargadas que bobinas.
Motores piezoeléctricos
Un motor piezoeléctrico, o piezomotor, se basa en materiales que cambian de forma cuando se les aplica electricidad (efecto piezoeléctrico). Estos motores usan vibraciones muy rápidas, incluso ultrasónicas, para producir movimiento lineal o giratorio. Es como si el material se estirara y encogiera muy rápido, moviendo algo poco a poco, similar a cómo se mueve una oruga.
Propulsión eléctrica espacial
Algunos sistemas para mover naves espaciales en el espacio exterior usan tecnología de motores eléctricos. Estos sistemas aceleran el combustible a muy alta velocidad para impulsar la nave, o usan principios de interacción con el campo magnético de la Tierra para moverse.
Véase también
En inglés: Electric motor Facts for Kids
- Aplicaciones de la electricidad
- Electricidad
- Ingeniería electromecánica
- Máquina eléctrica
- Vehículo eléctrico
