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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa Institucional de bolsas de iniciação a docência
Subprojeto Física
Motores
Elétricos
Bolsista: José Pedro da Silva Júnior
Vocês conhecem estes aparelhos
elétricos?
O que estes aparelhos tem em
comum?
• Sim, eles transformam energia elétrica
em energia mecânica
• E como isto acontece?
Regredindo um pouco...
• Até o século XVIII, não se fazia relação entre
magnetismo e eletricidade, ambas eram
tratadas como fenômenos totalmente
distintos.
• Mas alguns cientistas defendiam a hipótese de
haver alguma relação entre esses fenômenos,
entre eles estava o Dinamarquês Hans
Christian Oersted.
Ele sempre recebia notícias dos
experimentos e das análises teóricas,
que tentavam buscar esta relação.
Porém, sua base de investigação era
através da corrente elétrica e não de
sistemas eletrostáticos. Esta escolha
foi proposital, já que é quando há
movimento de cargas elétricas que os
fenômenos de emissão de luz e
aquecimento em um fio condutor, são
Hans Christian Oersted ( 1777-1851)
observados.
O experimento de Oersted
O experimento que consistia em observar que uma agulha
magnetizada sofria uma deflexão, quando aproximada a um fio
condutor por onde passava uma corrente elétrica. Os efeitos
desse aparato experimental foram publicados, no ano de 1820,
em um artigo intitulado “Experiências sobre o efeito do conflito
elétrico sobre a agulha magnética”.
Neste experimento, Oersted afirmou que ao
aproximar a agulha magnetizada do fio por onde
passava uma corrente elétrica, o pólo da agulha
imantada passava para leste ou para oeste.
(Oersted faz uma demonstração da sua experiência)
O francês André-Marie
Ampère (1775-1836) foi
quem fez uma melhor
descrição do
experimento de Oersted.
André-Marie Ampère (1775-1836)
Para Ampère a corrente elétrica e agulha
magnetizada possuíam uma relação intrínseca
de causa e efeito, sendo que, sempre que uma
deflexão na agulha fosse detectada haveria na
agulha correntes elétricas circulares.
Ao realizar experimentos com bobinas Ampère
percebeu um grande erro na sua primeira teoria.
Um novo experimento foi realizado e neste, o
conceito entre atração e repulsão pode ser
observada.
Assim foi Enunciada a Lei de Ampére.
Lei de Ampére
Em um fio condutor por onde passa uma
determinada corrente elétrica, ira gerar um
campo magnético com formato circular,
perpendicular a direção da corrente.
A circulação do campo magnético ( ), ao
longo de uma curva C é proporcional a corrente
elétrica(i) que passa pela curva. Na forma
integral a lei de Ampére tem a seguinte
descrição:
Na forma diferencial:
Onde
é a permeabilidade magnética no vácuo e
é densidade de corrente elétrica.
Anos depois em 1831 o inglês Michael
Faraday, mostrou que o inverso também era
capaz de acontecer. Ele observou que ao
variar o fluxo do campo magnético, o sistema
produz uma corrente induzida, para que o
sistema permaneça em equilíbrio.
Em 1834 Heinrich Lenz atribuiu o sinal
negativo na fórmula, ou seja, mostrando a
direção da força eletromotriz.
Motor Elétrico
No ano de 1833, o inglês W. Ritchie inventou o
comutador construindo um pequeno motor
elétrico onde o núcleo de ferro enrolado girava
em torno de um ímã permanente.
Um dos problemas dos motores
era o rendimento da
transformação da energia elétrica
em mecânica, pois o motor dissipa
muita energia em forma de calor.
Aplicações na Engenharia
• Além dos eletrodomésticos que vimos no
começo. Os motores elétricos, começaram a
serem utilizados nas áreas da engenharia,
como construção civil, automobilismo,
fábricas entre outras.
Carro elétrico
Motor do carro elétrico ou carro hibrido.
Bitoneira
Motor elétrico didático
Para a construção de um motor elétrico
simples para proposta de ensino são
necessários.
• Fio de cobre
• Ímã
• Pilhas
• E uma base para suporte
Com este motor é possível trabalhar a relação
entre eletricidade e magnetismo além das leis
de Ampére e Faraday e até mesmo demonstrar
as equações de Maxwell.
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Referências
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Paulo, 2003.
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LUDGE, M.; ANDRÉ, M. Pesquisa em educação: abordagens qualitativas. São Paulo: EPU, 1986.
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PIETROCOLA, M. A história e a epistemologia no ensino de ciências: dos processos aos modelos da
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http://www.ebah.com.br/content/ABAAAATzQAF/historia-dos-motores-eletricos
Imagens:
http://fisicanofusca.blogspot.com.br/2010/08/da-batata-ao-motor-eletrico.html
http://www.bomnegocio.com/rio_de_janeiro/regioes_da_serra__volta_redonda_e_angra_dos_reis
/bitoneira_resende_11398473.htm
http://portuguese.alibaba.com/product-gs-img/electric-car-motor-5kw-bldc-motor-brushless-dcmotor-421681149.html
http://www.manreza.com.br/2010/12/trabalhadores/