Como funciona un motor de corriente continua o motor DC?

vt en linea

17 Nov 202306:05

Summary

TLDREste video explica el funcionamiento básico de los imanes y su interacción con los campos magnéticos, además de cómo se aplica este principio en los motores de corriente continua. Se muestra cómo los polos opuestos se atraen y los iguales se repelen, y cómo la corriente eléctrica en una varilla de cobre crea un campo magnético. A lo largo del video, se detallan los problemas con los motores de escobillas y cómo se pueden solucionar para lograr un giro continuo. Además, el video está patrocinado por PCBWay, una empresa de fabricación de PCBs.

Takeaways

🧲 Los imanes tienen un campo magnético natural que interactúa con otros campos magnéticos, repeliéndose si los polos son iguales y atrayéndose si son opuestos.
⚡ La intensidad de la interacción magnética entre dos imanes depende de la distancia entre ellos.
🔋 Al conectar una varilla de cobre a una corriente eléctrica, se genera un campo magnético alrededor de ella, que puede invertirse cambiando la dirección de la corriente.
🔄 Si una varilla conectada a una corriente eléctrica se coloca entre dos imanes, el campo magnético resultante puede empujar la varilla en diferentes direcciones, dependiendo de la polaridad de la corriente.
💡 Al combinar dos varillas con conexiones eléctricas opuestas, una será empujada hacia arriba y la otra hacia abajo, lo que puede crear movimiento continuo.
⚙️ Un anillo dividido llamado conmutador puede invertir automáticamente la corriente en un motor, permitiendo que la varilla continúe girando.
🧰 Los motores con escobillas tienen fricción constante debido al rozamiento entre el conmutador y las escobillas, lo que eventualmente desgasta las escobillas.
📉 Para evitar que el motor pierda fuerza en la posición de 90 grados, se puede añadir una segunda varilla, creando un movimiento más suave y continuo.
🔧 Los motores reales no usan varillas, sino bobinas, que proporcionan un campo magnético más fuerte para un movimiento más controlado.
🤖 El motor con caja reductora o con engranajes es el más común en proyectos de robótica, como los que usan Arduino.

Q & A

¿Qué ocurre cuando se juntan polos iguales de dos imanes?
-Cuando se juntan polos iguales de dos imanes, estos se repelen.
¿Cómo afecta la distancia entre imanes a la interacción de sus campos magnéticos?
-La intensidad de la interacción entre los campos magnéticos de dos imanes depende de la distancia que los separa; cuanto más cerca estén, mayor será la interacción.
¿Qué sucede cuando se invierte la corriente eléctrica en una varilla de cobre?
-Cuando se invierte la corriente eléctrica en una varilla de cobre, el campo magnético generado alrededor de la varilla también se invierte.
¿Qué provoca que la varilla sea empujada hacia arriba o hacia abajo cuando está en medio de los imanes?
-La varilla es empujada hacia arriba o hacia abajo debido a la interacción entre el campo magnético generado por la corriente eléctrica en la varilla y el campo magnético de los imanes.
¿Qué es un conmutador y cuál es su función en un motor de corriente continua?
-Un conmutador es un anillo dividido por la mitad que permite invertir automáticamente la corriente eléctrica cada vez que la varilla de un motor de corriente continua da media vuelta, lo que permite que el motor siga girando.
¿Por qué los motores con escobillas tienen una vida útil limitada?
-Los motores con escobillas tienen una vida útil limitada debido a la fricción constante entre el conmutador y las escobillas, lo que eventualmente desgasta las escobillas y las destruye.
¿Cómo se soluciona la pérdida de fuerza en un motor de corriente continua al alcanzar la posición de 90 grados?
-Se soluciona añadiendo una segunda varilla. Cuando una varilla está en la posición de 90 grados sin fuerza, la otra está en medio de los imanes y proporciona la fuerza necesaria para mover el motor.
¿Qué componente utilizan los motores reales en lugar de varillas para generar un campo magnético más fuerte?
-En lugar de varillas, los motores reales utilizan bobinas, que generan un campo magnético mucho más fuerte que una simple varilla.
¿Qué tipo de motores suelen usarse en proyectos de robótica y Arduino?
-El tipo más común de motor usado en proyectos de robótica y Arduino es el motor con caja reductora o con engranajes.
¿Qué problema se resalta con el uso de motores de corriente continua con escobillas en el video?
-El problema resaltado es que estos motores tienen fricción constante debido al contacto entre las escobillas y el conmutador, lo que puede causar cortos circuitos y reducir su vida útil.

Outlines

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🧲 La atracción y repulsión de los imanes

El primer párrafo explica cómo los imanes tienen un campo magnético natural y cómo interactúan cuando se juntan polos iguales (se repelen) o polos opuestos (se atraen). También se introduce el concepto de combinación de campos magnéticos sin necesidad de que los imanes estén unidos físicamente, destacando que la intensidad de la interacción depende de la distancia entre ellos. Luego, el presentador menciona a un patrocinador, PCBWay, que ofrece servicios de fabricación de PCB con envíos internacionales.

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🔋 Varilla de cobre y corriente eléctrica

Este párrafo aborda cómo una varilla de cobre conectada a una corriente eléctrica, utilizando una pila de Volta, genera un campo magnético alrededor de ella. Al invertir la corriente, el campo magnético también se invierte. Si se coloca la varilla entre dos imanes, sin corriente se pega a uno de los imanes, pero con corriente interactúa con los campos magnéticos, generando un movimiento hacia arriba o hacia abajo según la dirección de la corriente.

⚙️ Motor con conmutador y escobillas

El tercer párrafo se enfoca en la creación de un motor simple utilizando una varilla conectada a una corriente eléctrica. Explica cómo el campo magnético de la varilla interactúa con el de los imanes, creando movimiento. También introduce el concepto de un conmutador que invierte la corriente a medida que la varilla gira, permitiendo un movimiento continuo. Además, menciona cómo los motores con escobillas generan fricción y desgaste debido al contacto entre las escobillas y el conmutador, lo que afecta su vida útil.

🛠️ Solución para un giro más fluido

En este párrafo se describe cómo los motores enfrentan problemas al perder fuerza en ciertos ángulos, especialmente en la posición de 90 grados. Esto se resuelve agregando una segunda varilla que garantice un movimiento continuo. También se menciona que, aunque en la explicación se usaron varillas, los motores reales utilizan bobinas para generar un campo magnético más fuerte y controlar mejor la velocidad, especialmente en motores con múltiples bobinas.

🎬 Limitaciones y futuro contenido

Este párrafo final reflexiona sobre las dificultades encontradas durante la creación del video, como el tiempo que llevó la animación y los detalles que no pudieron ser perfeccionados debido a las limitaciones de tiempo. El creador también menciona la esperanza de que la inteligencia artificial mejore para acelerar este tipo de trabajo en el futuro. Finalmente, agradece al patrocinador y anuncia que habrá más videos en el futuro donde abordará temas que no se pudieron cubrir en este video.

Mindmap

Keywords

💡Imán

Un imán es un objeto que genera un campo magnético natural. En el video, se explica cómo los imanes tienen polos opuestos que se atraen y polos iguales que se repelen. Los imanes son clave para entender cómo se genera y manipula el campo magnético, lo que es esencial para la operación de motores eléctricos.

💡Campo magnético

Un campo magnético es la zona alrededor de un imán o de una corriente eléctrica en la que se manifiestan fuerzas magnéticas. En el video, se menciona cómo este campo puede combinarse con el de otro imán o con el generado por una corriente eléctrica, lo que es fundamental para el funcionamiento de los motores.

💡Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de un conductor, como una varilla de cobre en este caso. El video muestra cómo la corriente eléctrica crea un campo magnético alrededor de la varilla y cómo la inversión de la corriente puede cambiar la dirección del campo, lo cual es importante para el funcionamiento de motores.

💡Pila de Volta

La pila de Volta es una de las primeras fuentes de corriente continua, inventada hace más de 200 años. En el video, se utiliza como ejemplo de una fuente de energía que se conecta a una varilla de cobre para generar un campo magnético, ilustrando un principio básico de la electromagnética.

💡Varilla de cobre

La varilla de cobre se utiliza en el video como un ejemplo de conductor de electricidad. Cuando se conecta a una corriente eléctrica, genera un campo magnético a su alrededor, lo que demuestra cómo la electricidad y el magnetismo están interrelacionados en la operación de motores.

💡Conmutador

El conmutador es un dispositivo que invierte la dirección de la corriente eléctrica en un motor de corriente continua. En el video, se menciona cómo este anillo dividido permite que la varilla continúe girando al cambiar la dirección del campo magnético, lo que es esencial para el funcionamiento continuo del motor.

💡Escobillas

Las escobillas son componentes que hacen contacto con el conmutador para transferir corriente eléctrica en los motores de corriente continua. En el video, se explica que este contacto causa fricción y desgaste, lo que eventualmente afecta la vida útil del motor.

💡Motor de corriente continua

El motor de corriente continua es un dispositivo que convierte energía eléctrica en movimiento mediante el uso de un campo magnético. En el video se describe su funcionamiento básico, incluyendo cómo el conmutador y las escobillas permiten el movimiento continuo de la varilla o bobina.

💡Bobinas

Las bobinas son alambres enrollados que se usan en lugar de varillas en los motores reales para generar campos magnéticos más fuertes. El video menciona que, aunque usa varillas para simplificar la explicación, los motores usan bobinas para mejorar el control y la eficiencia del motor.

💡Motor con caja reductora

El motor con caja reductora es un tipo de motor utilizado frecuentemente en proyectos de robótica y Arduino. El video menciona que este tipo de motor es popular entre los aficionados debido a su capacidad de controlar mejor la velocidad mediante engranajes, lo que lo hace útil en proyectos de precisión.

Highlights

Los imanes tienen un campo magnético natural que interactúa cuando se acercan a otros imanes.

Polos iguales de los imanes se repelen, mientras que polos opuestos se atraen y combinan sus campos magnéticos.

Los efectos magnéticos pueden combinarse incluso sin que los imanes estén unidos, siempre que estén cerca.

La intensidad de la interacción entre los imanes depende de la distancia entre ellos.

Una varilla de cobre conectada a una corriente eléctrica genera un campo magnético alrededor de ella.

Si se invierte la corriente eléctrica en la varilla, también se invierte el campo magnético generado.

Cuando la varilla con corriente eléctrica está entre dos imanes, el campo magnético interactúa empujando la varilla hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la dirección de la corriente.

El campo magnético de una varilla invertida se puede combinar con el de otra, generando movimientos en direcciones opuestas.

El anillo conmutador invierte automáticamente la corriente eléctrica cuando la varilla alcanza la posición de 90 grados, permitiendo un giro continuo.

Los motores con escobillas generan fricción debido al contacto entre las escobillas y las placas del conmutador, lo que reduce su vida útil.

Para solucionar la pérdida de fuerza en la posición de 90 grados, se añade una segunda varilla que mantiene el motor en movimiento.

Los motores de corriente continua suelen usar bobinas en lugar de varillas, para generar un campo magnético más fuerte y controlado.

Los motores con más bobinas permiten un control más preciso de la velocidad y son usados en proyectos de robótica.

El motor clásico con caja reductora es comúnmente usado en proyectos con Arduino u otros controladores.

El video está patrocinado por PCBWay, donde se pueden encargar PCBs con envío internacional a precios razonables.