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EL MOTOR ELÉCTRICO 1. Qué es un motor eléctrico Un motor eléctrico es una máquina que transforma 5. Partes del motor la energía eléctrica en energía mecánica de giro. Los Un motor eléctrico está compuesto por dos grandes motores eléctricos son ampliamente utilizados para...

EL MOTOR ELÉCTRICO 1. Qué es un motor eléctrico Un motor eléctrico es una máquina que transforma 5. Partes del motor la energía eléctrica en energía mecánica de giro. Los Un motor eléctrico está compuesto por dos grandes motores eléctricos son ampliamente utilizados para bloques, el estator que permanece fijo y el rotor producir movimientos en juguetes, electrodomésti- que gira cuando el motor está en funcionamiento. cos, vehículos de transporte, herramientas eléctricas, Motor de inducción de corriente alterna, abierto para máquinas industriales, bombas de agua, etc. poder observar su interior: El motor eléctrico también puede comportarse como un generador de energía eléctrica cuando se le fuer- za a girar. Este generador de electricidad es mucho más barato y duradero que las pilas electroquímicas. 2. Historia del motor eléctrico En la década de 1820 H. C. Ørsted y Michael Fara- day descubrieron los principios básicos del electro- magnetismo, necesarios para construir motores. Entre 1834 y 1838 se desarrolla el primer motor eléctrico práctico, que sirvió para impulsar un barco para doce personas en San Petersburgo. En 1866 Werner von Siemens patentó la dinamo iniciando la producción de electricidad de forma industrial, con corriente continua. S. J. de Waard CC BY-SA 3.0 A partir de 1880 comenzaron a construirse redes y 1. Rotor de jaula de ardilla (inducido). centrales eléctricas de corriente continua en muchos 2. y 3. Rodamientos que sujetan el eje del rotor. países, entre ellos España. 4. Eje giratorio que transporta la energía mecánica. En 1888 Nikola Tesla fabricó el primer motor de 5. Carcasa con aletas de enfriamiento. corriente alterna. Esta forma de corriente es la que 6. Ventilador con aspas que enfría la carcasa. terminó por utilizarse en las redes de distribución 7. Estator que genera un campo magnético giratorio. eléctrica gracias a sus ventajas y gracias a las paten- 8. Bobinas del estator alimentadas con corriente al- tes cedidas gratuitamente por Tesla a Westinhouse. terna. 9. Pie de sujeción del estator para fijar al motor. 3. Historia de la electrificación de España En España la primera empresa que produjo y comer- Rotor de un motor de corriente continua. En este cializó electricidad (Sociedad Española de Electrici- motor el campo magnético del estator es fijo. dad) se creó en 1881 en Barcelona. Sin embargo no fue hasta muchos años después cuando la electrici- dad llegó de forma masiva a todos los hogares. Hogares con Año Energía generada electricidad 1940 2 TWh 30 % 1950 5 TWh 45 % 1960 12 TWh 65 % 1970 20 TWh 85 % 1980 50 TWh 95 % 1990 90 TWh 100 % Sebastian Stabinger CC BY-SA 3.0 4. Clasificación de los motores 10. Colector con delgas de conexión. Motores de corriente continua y motores universales. 11. Devanado de hilo de cobre (bobinas del rotor). Motores síncronos y motores brushless. 12. Polos magnéticos del rotor. Motores de inducción. 13. Eje de giro del rotor. Motores de reluctancia y motores paso a paso. Licencia CC BY-SA 4.0 www.picuino.com 6. Funcionamiento del motor eléctrico 7. El variador de frecuencia El funcionamiento del motor eléctrico se basa en la Un variador de frecuencia es un dispositivo electró- fuerza que ejerce un campo magnético sobre una nico que controla la tensión y la corriente de alimen- corriente eléctrica (fuerza de Lorentz). tación del motor. Los motores de corriente continua tienen devana- dos con muchos cables de cobre aislados (11) por los que pasa corriente proveniente del colector de delgas (10). El campo magnético del estator es fijo, produ- C. J. Cowie CC BY-SA 3.0 cido por imanes permanentes o por un electroimán. La corriente de alimentación del motor es propor- El campo magnético genera una fuerza en la corrien- cional a la fuerza de giro (par motor). La tensión de te que circula por los hilos de cobre que tiende a alimentación, y su frecuencia, es proporcional a la girar el rotor. Si invertimos el sentido de la corriente, velocidad de giro del motor. Controlando la corrien- la fuerza también cambia de sentido y el motor gira- te y la tensión se controla con precisión el funcio- rá en sentido contrario. namiento del motor. Cuando el rotor gira, también gira el colector de Una aplicación del variador de frecuencia es mover delgas y alimenta con corriente nuevos cables del de forma suave los motores de los vehículos para rotor. De esta forma siempre están alimentados los que tengan una aceleración constante. También pue- cables horizontales que producen fuerza de giro. den controlar la velocidad del medio de transporte. En los motores de inducción los cables del rotor se Cuando el variador está funcionando produce un sustituyen por barras conductoras. El campo magné- zumbido audible que es característico de los motores tico del estator es giratorio y arrastra consigo en su de tren y de los automóviles eléctricos. giro a las barras del rotor. EJERCICIOS 1. ¿Qué es un motor eléctrico y para qué sirve? 5. Aproximadamente ¿en qué año tuvieron instalada 2. ¿Qué es un generador eléctrico y qué relación electricidad el 60% de los hogares en España?. tiene con los motores? 6. Nombra 5 tipos diferentes de motores eléctricos. 3. Dibuja una línea de tiempo en la que aparezcan 7. Dibuja un motor de inducción y nombra sus par- los principales hitos de la historia del motor eléc- tes principales. trico. 8. Dibuja el rotor de un motor de corriente continua 4. Dibuja un gráfico de la historia de la electrifica- y nombra sus partes principales. ción en España. Debe aparecer una línea con la 9. Explica el funcionamiento de un motor de co- energía anual generada con los valores en el eje rriente continua. vertical izquierdo en tramos de 15 TWh y otra lí- 10. ¿Qué es y para qué sirve un variador de frecuen- nea con el porcentaje de hogares con electricidad cia para motor? Escribe un ejemplo de aplica- con los valores en el eje vertical derecho en tra- ción. mos de 10%. 11. ¿Cómo se puede controlar la velocidad de giro de un motor? ¿Y su par de giro? Licencia CC BY-SA 4.0 www.picuino.com