Motor elétrico 03

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Introdução
Para ilustrar o princípio de funcionamento dos motores elétricos, o bom professor simplesmente coloca um fio de cobre entre os pólos de um ímã em forma de U e faz passar por aquele uma corrente elétrica. O campo magnético do ímã interage com a corrente elétrica. A força magnética, exercida pelo campo sobre a corrente, faz o fio se mover. É assim que o motor funciona. Agora, faça você mesmo esse motor elétrico.

Material
l Rolha cilíndrica,
l agulha de tricô (pequena),
l 6 alfinetes,
l 4 metros de fio de cobre esmaltado 26 ou 28,
l 2 imãs retangulares (2x3x1)cm (obtidos de fechos magnéticos de armários de cozinha),
l base de madeira de (10x15x1)cm,
l 2 percevejos, porta-pilhas e 2 pilhas grandes.

Montagem
1. Passe a agulha de tricô (de duas pontas) bem no centro da base da rolha cilíndrica; espete os dois alfinetes na base da rolha, num mesmo diâmetro, a 0,5cm da agulha, um de cada lado dela (figura 2, vista de frente). Deixe apenas 0,5cm dos alfinetes salientes.

Faça dois sulcos rasos e estreitos diametralmente opostos na lateral da rolha. Esses sulcos, onde será enrolado o fio de cobre, deve ter largura de 1cm e profundidade 0,5 cm (figura 2, vista de frente).

A figura 1 mostra essa etapa da montagem; a figura 2 mostra a rolha cilíndrica vista de frente. Para passar corretamente a agulha pelo centro da rolha é recomendável passar primeiro uma broca de diâmetro ligeiramente menor que o da agulha.

Os alfinetes, que servirão de coletores, deverão ficar um de cada lado da agulha.

2. Raspe uma das extremidades do fio de cobre, com faca ou lixa, cerca de 2cm e enrole essa extremidade lixada em um dos alfinetes. Aperte bem para garantir bom contato elétrico.

Comece o enrolamento do fio ao redor da rolha, passando pelo sulco; coloque cerca de 50 voltas de fio. Raspe a extremidade final do fio e enrole no outro alfinete. Está pronto o rotor do motor. As figuras 3 e 4 ilustram essa fase da montagem.

3. Espete os quatro alfinetes (dois pares em cruz) restantes na base de madeira, como indicado na figura 5, para fazer os mancais do motor.

Coloque os ímãs, um de cada lado da rolha, com pólos opostos se defrontando. Use calços para que os ímãs fiquem na altura correta e bem próximos da rolha. Esse é o estator do motor.

Use cola tipo supercola para fixar calços e ímãs. Onde os alfinetes dos mancais se cruzam coloque também uma gota de cola para mantê-los sempre juntos. Os dois percevejos devem fixar os fios que vêm da pilha (escovas do motor), mantendo-os encostados nos alfinetes coletores da rolha, um em cada alfinete coletor (veja Detalhes).

Detalhes:
Use um pouquinho de cola para prender os ímãs bem próximos dos dois lados da rolha, com pólos opostos voltados um para o outro. Use calços para centralizar, se necessário. Ligue os fios que saem dos percevejos aos terminais do porta-pilhas (com duas pilhas grandes) e dê à rolha um pequeno impulso inicial.

As ilustrações acima mostram como devem ficar as escovas em função das posições onde foram espetados os alfinetes coletores. Se os coletores foram colocados no mesmo diâmetro dos sulcos, fixe as escovas como se indica no segundo desenho.

Que está acontecendo?
Existem dois campos magnéticos diferentes no motor, um produzido pelos ímãs e outro produzido pela corrente elétrica que circula pelo fio enrolado na rolha. As figuras do quadro (+ detalhes) mostram como são esses campos. Imagine que o fio que transporta a corrente, na rolha, está saindo da página, dirigindo-se a seus olhos.

Na figura a da ilustração acima, os dois ímãs, colocados frente a frente, produzem um campo magnético uniforme no espaço entre eles. O campo é dirigido da face Norte (vermelha) para a face SUL (verde).

Na figura b, temos o campo magnético produzido apenas pela corrente elétrica. As linhas de indução são circunferências concêntricas com o fio.

Em c temos o par de forças que o campo magnético dos ímãs exerce sobre as correntes do rotor, na posição em que as escovas estão encostadas nos alfinetes coletores.

Em d, temos o aspecto do campo resultante naquela região.

O que faz o motor girar é o par de forças (torque) ilustrado na figura c. Estas forças são denominadas forças magnéticas de Lorentz.