AGC53 Física. Efecto motor
Summary
TLDREl script explora los fundamentos de los motores eléctricos, comenzando con la fascinación por estos desde una edad temprana y su presencia en nuestra vida diaria. Se examina la interacción entre los campos magnéticos y la corriente eléctrica, demostrando cómo dos conductores paralelos se atraen o repelen según la dirección de la corriente. Se profundiza en la ley de Ampère, que describe la fuerza entre conductores paralelos y la influencia de Hans Christian Ørsted en la comprensión de la relación entre electricidad y magnetismo. El principio del motor se discute, destacando cómo la fuerza actúa sobre un conductor en un campo magnético y cómo esto se aplica en altavoces, donde las señales eléctricas se transforman en energía mecánica. Además, se abordan cálculos de fuerza magnética y su relación con la corriente, el campo magnético y la longitud del conductor. El experimento con un equilibrador de corriente ilustra el principio del motor, y se menciona el trabajo de Michael Faraday, que contribuyó al desarrollo de generadores y transformadores. Finalmente, se contrastan los motores de corriente continua y los de corriente alterna, y se destaca el uso común de estos últimos en aplicaciones domésticas e industriales.
Takeaways
- 🔋 La fascinación por los motores eléctricos comienza desde una edad temprana y su presencia en nuestra vida aumenta nuestro interés en ellos.
- 🤖 Un motor eléctrico es un dispositivo que convierte energía eléctrica en energía cinética mecánica.
- 🧲 La interacción entre los campos magnéticos de dos conductores paralelos con corrientes es la base para la atracción y repulsión en motores eléctricos.
- 👐 La regla de la mano izquierda ayuda a determinar la dirección de la fuerza en un conductor de corriente en un campo magnético.
- 📐 André-Marie Ampère demostró la interacción entre dos conductores paralelos y la fuerza que se produce entre ellos al fluir corrientes eléctricas.
- 🔧 El principio del motor se basa en la fuerza que experimenta un conductor de corriente al cortar líneas del campo magnético.
- 📉 La fuerza magnética que actúa sobre un conductor en un campo magnético uniforme es perpendicular al campo y a la dirección del flujo electrónico.
- 📈 La magnitud de la fuerza es directamente proporcional a la corriente, la intensidad del campo magnético y la longitud del conductor en el campo.
- 🔊 Los altavoces son una aplicación práctica del principio del motor, donde las señales eléctricas se transforman en energía mecánica.
- ⚙️ Los motores de corriente continua logran una rotación continua al invertir la dirección de la corriente mediante un conmutador de anillo partido.
- 🏡 Los motores eléctricos son esenciales en muchos aspectos de la vida cotidiana, desde la cocina hasta los automóviles, y son fundamentales para el mundo en movimiento.
Q & A
¿Qué es un motor eléctrico y cómo funciona?
-Un motor eléctrico es un dispositivo que utiliza la energía potencial eléctrica para convertirla en energía cinética mecánica. Funciona mediante la interacción de los campos magnéticos generados por conductores a través de los cuales fluye una corriente eléctrica.
¿Cómo se relaciona el flujo de electrones con el campo magnético?
-El flujo de electrones, es decir, la corriente eléctrica, crea un campo magnético alrededor del conductor. La dirección de la fuerza en el conductor de corriente está determinada por la regla de la mano izquierda, donde el pulgar indica la dirección del flujo de electrones y los dedos muestran la dirección del campo magnético.
¿Quién fue André-Marie Ampère y qué descubrió sobre la interacción entre conductores de corriente?
-André-Marie Ampère fue un físico y químico francés que, en 1820, demostró la interacción entre dos conductores paralelos a través de los cuales fluye una corriente eléctrica. Descubrió que estos conductores se atraen cuando la corriente fluye en la misma dirección y se repelen cuando fluye en direcciones opuestas.
¿Cómo se puede medir la fuerza magnética que actúa sobre un conductor en un campo magnético?
-La fuerza magnética que actúa sobre un conductor en un campo magnético se puede medir utilizando la ecuación FM = B * I * L, donde FM es la fuerza magnética en newtons, B es la intensidad del campo magnético en teslas, I es la corriente en amperios y L es la longitud del conductor en metros.
¿Qué es el principio del motor y cómo se relaciona con los motores de alta fidelidad?
-El principio del motor describe cómo un conductor de corriente que da un golpe cortante a través de las líneas del campo magnético experimenta una fuerza perpendicular en el campo magnético y en la dirección del flujo electrónico. Esto es fundamental en los motores de alta fidelidad, donde las señales eléctricas cambian a energía mecánica, haciendo que una bobina móvil se mueva en el campo de imanes permanentes.
¿Cómo se puede construir un motor simple de corriente continua a partir de materiales comunes?
-Para construir un motor simple de corriente continua, se necesitan materiales como alambres conductores, un imán y una fuente de corriente eléctrica. Se coloca el alambre en el campo magnético del imán y se hace pasar una corriente a través del alambre, lo que generará un campo magnético que interactúa con el del imán, provocando el movimiento de la bobina o del alambre.
¿Qué son los motores de corriente alterna y cómo funcionan?
-Los motores de corriente alterna (CA) son dispositivos que funcionan con una corriente eléctrica que cambia su dirección periodicamente. Estos motores generalmente tienen un estator y una armadura que rota dentro del estator. El estator crea un campo magnético con la corriente continua, mientras que la armadura, a la que se suministra corriente a través de un conmutador, crea otro campo magnético que interactúa con el del estator provocando la rotación.
¿Por qué los motores de corriente alterna son más comunes en el uso doméstico y en la industria?
-Los motores de corriente alterna son más comunes debido a su mayor eficiencia y economía. La corriente alterna permite una adaptación más flexible y es más fácil de transmitir a largas distancias con menos pérdidas. Además, la manufactura de motores de corriente alterna es menos costosa en comparación con los motores de corriente continua.
¿Cómo se puede predecir la dirección de la fuerza en un motor eléctrico?
-La dirección de la fuerza en un motor eléctrico se puede predecir utilizando la regla de la mano izquierda. Esta regla establece que, si el pulgar indica la dirección del flujo de corriente y los dedos muestran la dirección del campo magnético, la palma de la mano indica la dirección de la fuerza que actuará sobre el conductor.
¿Cuáles son las aplicaciones prácticas de los motores eléctricos en la vida cotidiana?
-Los motores eléctricos tienen innumerables aplicaciones en la vida cotidiana, desde los pequeños motores en los electrodomésticos hasta los grandes motores que impulsan vehículos y maquinaria industrial. También se utilizan en aplicaciones específicas como en el movimiento de piezas en máquinas herramienta, el funcionamiento de sistemas de ventilación y climatización, y muchos otros usos.
¿Cómo afecta el tamaño de un imán o el número de alambres a la fuerza magnética en un motor eléctrico?
-El tamaño de un imán y el número de alambres en un motor eléctrico afectan directamente a la fuerza magnética. Un imán más grande o más intenso generará un campo magnético más fuerte, lo que a su vez aumentará la fuerza magnética en el motor. Asimismo, aumentar el número de alambres, manteniendo constante la intensidad del campo magnético y la longitud del alambre, resultaría en una mayor fuerza magnética.
Outlines
🔋 Introducción a los motores eléctricos y su fascinación
Este primer párrafo aborda la importancia de los motores eléctricos en la vida cotidiana y cómo su presencia crece a medida que los conocemos mejor. Se menciona que los motores eléctricos están implicados en actividades variadas, como el trabajo, los juegos y las tareas en el hogar. Además, se exploran las bases físicas de estos motores, incluyendo la interacción entre los campos magnéticos y los conductores de corriente, y cómo esta interacción da lugar a fuerzas que pueden atraer o repeler. Se hace referencia a la regla de la mano izquierda de Ampère para determinar la dirección de la fuerza en un conductor. Finalmente, se alude a la historia de la electrificación y la contribución de Michael Faraday en el campo de la electricidad y el magnetismo.
🧲 Principios del motor y su desarrollo
El segundo párrafo profundiza en los principios del motor, mostrando cómo los efectos electromagnéticos en un solo alambre conducente dieron lugar a la formulación del principio del motor. Se describe cómo la corriente en un alambre interactúa con un imán para producir movimiento y cómo la dirección de la corriente afecta esta interacción. Se destaca la importancia de la teoría del campo magnético de Faraday y cómo su trabajo influyó en el desarrollo de altavoces y otros dispositivos. Además, se presenta la ecuación para calcular la fuerza magnética en un conductor dentro de un campo magnético uniforme, destacando las variables involucradas y cómo están relacionadas.
📐 Experimentos con motores y campo magnético
Este párrafo se enfoca en la experimentación con motores eléctricos y cómo se puede medir la fuerza magnética resultante en un conductor. Se utiliza un aparato de equilibrador de corriente para observar cómo la corriente fluye a través de un conductor y cómo esto afecta la fuerza magnética. Se describe el uso de una báscula para medir cambios en la fuerza y cómo estos cambios se relacionan con la masa. Además, se discute cómo se pueden manipular variables como la corriente y la intensidad del campo magnético para aumentar o disminuir la fuerza magnética en el conductor.
🚗 Aplicaciones prácticas de los motores eléctricos
El cuarto párrafo explora las aplicaciones prácticas de los motores eléctricos, destacando cuántos motores se pueden encontrar en un automóvil o en una cocina. Se realiza un experimento para estudiar la relación entre la corriente y la fuerza magnética en un alambre, manteniendo constantes el campo magnético y la longitud del alambre. Se presenta un análisis gráfico de la fuerza en función de la corriente, mostrando una relación lineal y proporcional. Además, se calcula el error porcentual en la medición de la longitud del conductor en el campo magnético.
🏡 Motores eléctricos en la vida cotidiana
Este párrafo habla sobre la presencia de motores eléctricos en entornos domésticos y cómo su entendimiento puede ayudar a predecir la dirección de las fuerzas en un carrete de alambre. Se discute el uso del pulgar izquierdo para determinar la dirección de la corriente y cómo esto afecta la fuerza en el carrete. Se menciona el galvanómetro como un medidor de corriente sensible y se explora la historia del motor de fereday y la conexión entre magnetismo y electricidad descubierta por Orsted. Además, se describe cómo se puede mantener un carrete rotando cambiando la dirección de la fuerza en cada medio giro.
🔧 Mantenimiento y tipos de motores eléctricos
El sexto y último párrafo se centra en el mantenimiento de motores eléctricos y los diferentes tipos que existen. Se describen los componentes básicos de un motor de corriente continua, incluyendo el estator y la armadura, y cómo se conectan para crear un campo magnético. Se discute la posibilidad de usar corriente alterna en lugar de corriente continua en motores eléctricos y cómo esto se logra con anillos colectores y escobillas. Se menciona la economía de la corriente alterna y por qué los motores de corriente alterna son más comunes en el uso doméstico e industrial. Finalmente, se reflexiona sobre la importancia de los motores eléctricos en el mundo actual y su potencial futuro.
Mindmap
Keywords
💡Motor eléctrico
💡Campo magnético
💡Fuerza magnética
💡Regla de la mano izquierda
💡Conductor de corriente
💡Corriente continua
💡Efecto Ampère
💡Motor de corriente alterna
💡Conmutador de anillo
💡Energía cinética mecánica
💡Energía potencial eléctrica
Highlights
La fascinación por los motores eléctricos comienza desde una edad temprana y su presencia en nuestra vida aumenta el interés por ellos.
Los motores eléctricos son esenciales en el trabajo, juegos y en la casa en un mundo en movimiento.
La interacción entre dos conductores paralelos de corriente se ve afectada por la dirección del flujo de electrones y sus campos magnéticos.
André-Marie Ampère demostró la interacción entre dos alambres paralelos con corriente, descubriendo la fuerza que se produce entre ellos.
Hans Christian Ørsted descubrió la relación entre la electricidad y el magnetismo, lo que llevó a investigar las interacciones electromagnéticas.
El principio del motor se basa en la fuerza que experimenta un conductor de corriente en un campo magnético.
La fuerza en un conductor de corriente en un campo magnético es perpendicular al campo y al flujo electrónico.
El amplificador de un altavoz convierte señales eléctricas en energía mecánica, utilizando el principio del motor.
La fuerza magnética en un conductor en un campo magnético uniforme se calcula con la ecuación FM = B * I * L.
La fuerza magnética es directamente proporcional a la corriente, la intensidad del campo magnético, y la longitud del conductor en el campo.
Un experimento con un equilibrador de corriente muestra cómo la corriente fluye por un conductor y la fuerza resultante cambia la lectura en la báscula.
La fuerza magnética en un alambre conductor de corriente es directamente proporcional a la corriente, como se demuestra en un experimento.
El motor de corriente continua utiliza un conmutador de anillo partido para invertir la dirección de la corriente y mantener la rotación continua.
Los motores de corriente alterna son más comunes debido a su economía y adaptabilidad en el uso doméstico e industrial.
La manufactura de motores de corriente continua es más costosa en comparación con los de corriente alterna.
Los motores eléctricos han evolucionado desde los experimentos de Michael Faraday a tener millones de aplicaciones en el mundo actual.
Los motores eléctricos son fundamentales para mantener un mundo en movimiento y su importancia es probable que continúe en el futuro.
Transcripts
00:07[Música]
00:21física un mundo en
00:27[Música]
00:28movimiento fascinación por los motores
00:31eléctricos comienza A muy temprana edad
00:33aú si los motores eléctricos están
00:35presentes solo en
00:38principio a lo largo de nuestras vidas
00:40aumenta nuestro interés por los motores
00:42eléctricos en el trabajo en los
00:46juegos y en la casa en un mundo en
00:50movimiento cuando se realiza un trabajo
00:52es posible que un motor eléctrico haya
00:54tenido algo que
00:56ver Campos
00:58magnéticos efecto
01:01[Música]
01:08motor en este programa exploraremos las
01:11bases de los motores eléctricos los
01:13principios incluyen las fuerzas que
01:15contiene un conductor de corriente en un
01:17campo magnético esto lo investigaremos
01:19en el laboratorio al final del programa
01:21podrán comparar los motores de corriente
01:24continua y los medidores y aprenderán a
01:25construir un motor simple de corriente
01:27continua a partir de materiales comunes
01:33qué es esto Ahora no es mucho I Pero al
01:37final del programa habrán convertido
01:39esto en un motor eléctrico por dónde
01:41empezamos por el principio Qué es un
01:43motor eléctrico algo que usa energía
01:45potencial eléctrica y la convierte en
01:47energía cinética mecánica bien Ahora
01:50veamos algo
01:58familiar
02:02[Música]
02:06Ya vimos como dos conductores paralelos
02:08de corriente se atraen cuando los
02:09electrones fluyen a través de ellos En
02:11la misma
02:14dirección Esto se debe a la interacción
02:16entre sus campos magnéticos
02:20no pero se repelen cuando los electrones
02:23fluyen en direcciones
02:25opuestas extendamos la regla de la mano
02:28iques decir la dirección de la fuerza en
02:31cada alambre conductor de
02:35corriente si El pulgar izquierdo
02:37representa la dirección del flujo de
02:39electrones y los dedos de la mano
02:41izquierda apuntan en la dirección del
02:43campo magnético
02:45externo entonces la fuerza del conductor
02:47será indicada por la dirección de la
02:49palma de la mano
02:56izquierda al aplicar esta regla a cada
02:59alambre
03:03vemos que los alambres son forzados a
03:04unirse cuando las corrientes van hacia
03:06la misma
03:08dirección y se apartan cuando las
03:11corrientes van en direcciones
03:13[Música]
03:18opuestas es difícil Mostrar tres
03:20dimensiones en una tabla bidimensional o
03:22un pizarrón blanco así que para
03:24representar una flecha que va hacia este
03:25pizarrón usamos una cruz como siamos una
03:28flecha como esta
03:30si la flecha fuera hacia ustedes hacia
03:32fuera del pizarrón solo verían su punta
03:34Así que usaremos un
03:36punto estos símbolos se aplican a todas
03:39las cantidades
03:41vectoriales en 1820 André Marí amper
03:45demostró por primera vez la interacción
03:47entre dos alambres paralelos conductores
03:49de
03:51corriente si colocan dos alambres
03:53paralelos rectos infinitamente largos a
03:56una distancia de 1 metro entre ellos en
03:58un vacío cuando una amp de corriente
04:00fluya a través de ellos se producirá una
04:03fuerza de 2 por 10 a la men7 New entre
04:06los alambres por cada metro de
04:09longitud amper se vio muy influido por
04:12oster cuyo trabajo en electricidad había
04:15mostrado que existía una relación entre
04:17la electricidad y el magnetismo Así que
04:20quiso demostrar que de algún modo la
04:23electricidad podía causar atracción y
04:26repulsión y decidió equilibrar esto lo
04:29que eso fue poner dos alambres uno fijo
04:32para que no pudiera moverse y otro que
04:34pudiera
04:35rotar después envió una corriente a
04:38través de ambos alambres y descubrió que
04:40si la corriente iba en la misma
04:42dirección los alambres se atraería Y si
04:44la corriente iba en la dirección opuesta
04:46se repeler esta atracción y repulsión
04:50fue demostrada por la rotación del
04:51segundo alambre hasta que ambos alambres
04:53quedaron totalmente paralelos y en ese
04:56momento cesó la
04:58rotación F físico y químico inglés
05:01también investigó las interacciones
05:03electromagnéticas cómo lo hizo reemplazó
05:06uno de los conductores de corriente con
05:08un imán permanente como el campo
05:10magnético externo para el segundo
05:12alambre Qué descubrió descubrió una
05:15serie de efectos en un solo alambre
05:17recto lo que luego se resumió como el
05:19principio del motor y así construiremos
05:21nuestro motor claro enven corriente en
05:24la misma dirección a través de ambos
05:28alambres muy bien ambos imanes repelen
05:31el alambre igual que en el caso de la
05:33atracción y la repulsión entre dos
05:35alambres conductores de corriente Por
05:37qué se mueven así la respuesta está en
05:40tu mano izquierda quiere que usemos la
05:42regla de la mano izquierda para
05:44verificar la dirección de la fuerza de
05:45cada alambre
05:47Exacto regla de la mano
05:50izquierda el flujo electrónico va de la
05:53parte más alta a la parte más baja del
05:55alambre Así es yo apuntaré mi pulgar
05:58hacia la dirección del flujo electrónico
06:00y los otros dedos en la dirección del
06:01campo magnético externo que va del Polo
06:04Norte al Polo Sur del
06:07imán la fuerza de este imán está lejos
06:09de su centro porque esa es la dirección
06:12a la que apunta mi y ahora el segundo
06:13alambre a ver la fuerza va en la
06:17dirección contraria porque el campo
06:18magnético externo está invertido bien
06:21qué ocurre si invertimos la dirección de
06:23las corrientes la fuerza que actúa sobre
06:26el alambre también cambia de
06:28dirección la dirección de la fuerza
06:30depende de la dirección del campo
06:32magnético externo y de la dirección de
06:34la corriente Así
06:37es fday vivió en Inglaterra a principios
06:41del siglo XIX como era encuadernador de
06:44libros leía los libros que le llevaban
06:46sus clientes Un día alguien llevó a
06:48encuadernar la enciclopedia británica
06:50leyó el artículo sobre la electricidad
06:52que le emocionó mucho y Por así decirlo
06:55encendió su interés por este tema en
06:58general
07:00quizá podamos clasificar sus logros en
07:02dos categorías la química y la eléctrica
07:06cuando iniciaba su carrera identificó el
07:08benceno Así que se ganó un lugar
07:10legítimo dentro de la química Pero
07:13quizás sea más conocido por haber
07:15desarrollado la teoría del campo
07:18magnético observen que cuando fluye la
07:20corriente Esta es paralela a las líneas
07:22del campo y no actúa ninguna fuerza sin
07:25embargo se ejerce la fuerza máxima en el
07:28alambre cuando está perpendicular al
07:30campo magnético
07:35externo la dirección de la fuerza del
07:37alambre está relacionada con la
07:39orientación tanto del campo magnético
07:41externo como la del
07:44conductor a la izquierda del conductor
07:47ambos Campos van en la misma dirección
07:50se refuerzan uno al otro produciendo un
07:52fuerte campo magnético que da lugar a
07:54una gran fuerza a la
07:57derecha pero a la derecha de del
07:59conductor los campos apuntan en
08:01direcciones opuestas tienden a
08:03cancelarse uno al otro produciendo un
08:05campo más débil y por lo tanto una menor
08:08fuerza a la
08:09izquierda esta diferencia en la
08:11intensidad de los campos indicada por
08:13las diferentes densidades de las líneas
08:15del campo a cada lado del conductor
08:17explica la fuerza neta a la derecha en
08:19el
08:22conductor Cómo podemos variar la
08:24magnitud de la fuerza que actúa sobre un
08:25conductor no hay mucho que cambiar pero
08:28creo que podemos comenzar con la
08:29corriente sí buena idea una corriente
08:31mayor aumenta la fuerza y qué tal si
08:34reemplazamos este imán por uno más
08:36intenso a ver la fuerza del alambre
08:39conductor aumentará Esto se debe a que
08:42el campo magnético externo es más
08:45fuerte muy bien Y qué hay del alambre
08:49qué tal si ponemos el doble de alambre
08:51en el campo magnético externo sí como si
08:54alargamos los polos del
08:56imán Sí pero manteniendo igual inidad
08:59del campo magnético y el doble de
09:01longitud de alambre experimentaría el
09:02doble de la fuerza bien
09:05pensado estos efectos pueden resumirse
09:08con el principio motor un conductor de
09:10corriente que da un golpe cortante a
09:12través de las líneas del campo magnético
09:14experimenta una fuerza perpendicular en
09:16el campo magnético y en la dirección del
09:18flujo
09:19electrónico la magnitud de esta fuerza
09:21es directamente proporcional a la
09:23magnitud de la corriente la magnitud del
09:26campo magnético externo y la longitud el
09:29conductor en el
09:32campo una aplicación del principio motor
09:35se da en el altoparlante donde las
09:37señales eléctricas cambian a energía
09:40mecánica el amplificador del
09:42altoparlante envía electrones a través
09:45de la bobina móvil que está adjunta a un
09:47cono Y que está en el campo de imanes
09:51permanentes el campo magnético que rodea
09:53a la bobina interactúa con el del imán
09:56permanente y el cono se
09:58mueve la variación constante de la
10:00dirección de la corriente hace que el
10:02cono vibre produciendo
10:06[Música]
10:16sonido podemos calcular la magnitud de
10:19la fuerza magnética que actúa en un
10:20conductor en un campo magnético uniforme
10:23cuando ese conductor es perpendicular al
10:24campo observen que la ecuación contiene
10:27cada una de las relaciones que Ed
10:29identificar anteriormente Qué significan
10:31las
10:34variables FM es fuerza magnética en
10:38newtons y es la corriente en
10:43amperios l es la longitud del conductor
10:46en el campo magnético en
10:49metros y b es la intensidad del campo
10:53magnético externo en
10:57teslas subí nos Recuerda que el campo
11:00magnético está orientado en ángulo recto
11:02a la dirección de la corriente ya que el
11:05cable conductor es paralelo al campo la
11:07fuerza del alambre es igual a cero no sí
11:11usamos la regla de la mano izquierda
11:13para determinar la dirección Cómo
11:15sabemos si la ecuación es correcta
11:16podremos probarla después en un
11:18ejercicio en el laboratorio Mientras
11:20tanto Aquí les tengo un problema un
11:23conductor de corriente de 35
11:26cm está alineado de oeste a
11:29este y pasa una corriente electrónica de
11:334.5 amperios hacia el
11:36este si este conductor es colocado en el
11:39campo magnético que se dirige al
11:44norte con una intensidad de 0.62
11:50teslas Cuál es la fuerza que actúa sobre
11:56él Bueno podemos usar la ecuación de
11:59fuerza magnética FM = A
12:03ilb
12:07perpendicular sí sustituimos la
12:12corriente 4.5
12:19amperios y la longitud 0.53
12:26m y la intensidad del campo magn
12:290.62
12:35teslas Y
12:37tenemos
12:390.98
12:41New
12:44bien usando la regla de la mano
12:47izquierda la dirección de la fuerza
12:49magnética que actúa en el alambre es
12:51hacia abajo hacia la superficie de la
12:53Tierra un momento a mí me parece que va
12:57hacia dentro del pizarrón el diagrama
12:59muestra las variables vistas desde
13:00arriba lo
13:02sabía cómo cancelamos las unidades para
13:05quedarnos con newtons al final buena
13:07pregunta y reorden la ecuación básica
13:10para despejar B la intensidad del campo
13:13magnético de acuerdo dividiré ambos
13:16lados de la ecuación entre I y L muy
13:19bien B se mide en
13:22teslas si analizamos las unidades
13:25veremos que un tesla es igual a un
13:26Newton sobre amperometro
13:30Así que la fuerza de un campo magnético
13:32se define en términos de la fuerza en
13:34una sección del alambre recto dentro del
13:36campo un metro de longitud que conduce
13:38una corriente de un
13:41amperio volvamos a la ecuación
13:44original podemos reemplazar los teslas
13:47con Newton sobre amperometro y las
13:49unidades se cancelan dejándonos con
13:51newtons como nuestra unidad de
13:55[Música]
13:57fuerza principio motor en el diseño de
13:59un motor eléctrico en
14:01[Música]
14:041821 podemos usar este aparato
14:06equilibrador de corriente para
14:07investigar el principio del motor cómo
14:09funciona pues esta es una báscula en
14:12gramos este conductor es suspendido
14:15perpendicularmente al campo magnético
14:17entre los pequeños imanes que están
14:18montados en su balancín
14:21observen el conductor está en un campo
14:24magnético cuando la corriente fluye por
14:26el conductor Qué sucede sh una fuerza en
14:29él que puede ir hacia arriba o abajo
14:30dependiendo de la dirección de la
14:34corriente
14:36Sí y eso hace que cambie la lectura en
14:38la báscula muy
14:40bien la báscula normalmente mide la masa
14:44pero en este caso Qué mide el cambio en
14:47la fuerza bien Así que podemos encontrar
14:50la fuerza magnética en el conductor
14:52multiplicando el aparente cambio en la
14:54masa por 9.81 m por segundo cuadrado sí
14:58aparato puede medir la fuerza magnética
15:00resultante al cambiar la longitud del
15:02alambre o la
15:05corriente Cuántos motores eléctricos
15:08puedes encontrar en tu auto en tu cocina
15:12sigue con
15:14nosotros qué hacen estamos viendo la
15:17relación entre la corriente a través del
15:19conductor y la fuerza magnética
15:21resultante en el alambre mantendremos
15:24constantes el campo magnético y la
15:26longitud del alambre y durante cinco
15:27pruebas aum
15:30alambre en cada qué esperan
15:33encontrar de acuerdo con la ecuación la
15:35fuerza y la corriente varían
15:38directamente es cierto la Gráfica de
15:40fuerza contra corriente mostrar una
15:42relación
15:43lineal bien hecho sigamos con el
15:47experimento reuniendo
15:50[Música]
15:51información está bien no hay corriente a
15:54través del conductor Cuál es la masa del
15:56balanc y el imán
16:00159.95 gr bien le restamos a la lectura
16:05de la segunda báscula la cantidad de
16:07antes de calcular la fuerza magnética
16:09que actúa sobre el alambre bien y
16:11multiplicamos la diferencia por 9.81 Met
16:14por segundo al cuadrado para terminar el
16:16cálculo de
16:18FM aumentemos la corriente a un
16:27amperio
16:34tenemos
16:37159.6
16:39G y si lo aumentamos a 2
16:42amperios Después de cinco
16:47pruebas la fuerza magnética del alambre
16:49que conduce 5 amperios de corriente es
16:52de
16:5314.1
16:57m con eso
16:59terminamos análisis de la
17:04información Cuál es el
17:06resultado trazamos la variable manejada
17:09la corriente en el eje x y la variable
17:13de la respuesta la fuerza magnética en
17:15el alambre conductor de corriente en el
17:16eje y descubrimos una relación lineal
17:20entre la fuerza y la corriente Así que
17:22la magnitud de la fuerza es directamente
17:24proporcional a la magnitud de la
17:26corriente como dice la ecuación
17:29muy bien veamos detenidamente su gráfica
17:32qué creen que represente la inclinación
17:34en la línea Pues si comparamos la
17:37ecuación en general para ver una
17:39relación lineal con la ecuación básica
17:40de la
17:41física vemos que la inclinación de la
17:44línea es igual a L por B ya que I es la
17:47variable x y FM es la variable y y la
17:52intersección de y debe ser
17:55cer
17:57bieno magnitud del campo magnético es
18:00992.5 militeslas pueden calcular el
18:03valor de
18:06l primero tenemos que encontrar el valor
18:09de la
18:12inclinación luego podemos dividir este
18:14valor entre la magnitud del campo
18:16magnético para despejar
18:20l muy bien inclinación es igual a
18:23elevación sobre
18:27distancia
18:29Así que dividimos el valor de la
18:31elevación 8.5 m entre el recorrido de
18:353.00
18:38ampos Y tenemos una inclinación de 2.8 m
18:42sobre
18:46amperio después sustituyendo en la
18:49ecuación principal para la inclinación
18:512.8 mbre
18:55ampio y para 92.5 m sobre
19:01amperometro obtenemos
19:030.0306 m y tenemos que l es igual a 3.1
19:10CM la longitud del conductor que
19:12teníamos en el campo magnético era de
19:153.00
19:19cm angi y shaan hicieron un buen trabajo
19:23podemos calcular su porcentaje de error
19:25error porcentual usando la fórmula
19:29ig valor experimental menos el valor
19:31medido entre el valor medido por el
19:36100% y al sustituirlo por números 3.1 cm
19:41men 3.00 cm sobre
19:453.00 cm por el
19:49100% tenemos un error porcentual del
19:54[Música]
19:573%
20:05[Música]
20:10hay 15 motores eléctricos en la cocina
20:13promedio y nu motores eléctricos en el
20:15auto
20:16[Música]
20:21promedio cómo va su modelo de motor creo
20:24que necesitamos más pistas
20:27bueno
20:29entender cómo funciona este aparato
20:31podría ayudarles pueden predecir la
20:33dirección de la fuerza de cada lado de
20:35este carrete de alambre cuando se aplica
20:36una corriente
20:39claro El pulgar izquierdo indica la
20:42dirección de la corriente a través de
20:44este lado del alambre mientras los dedos
20:46apuntan en la dirección del campo
20:47magnético externo Esto hace que la palma
20:50de la mano izquierda muestre la
20:52dirección de la
20:54fuerza fuera de la pantalla de este lado
20:56del carrete
21:00y este lado del carrete va hacia dentro
21:02de la
21:04pantalla el extremo del carrete de
21:07alambre es paralelo al campo magnético
21:09Así que no experimenta ninguna
21:11fuerza como resultado el carrete rota
21:15así pero si rota Más allá de esta
21:18posición las mismas fuerzas detendrán la
21:21rotación y regresarán el carrete a la
21:23posición de
21:25equilibrio pero Si volvemos a nuestro
21:28Punto de partida e invertimos la
21:30dirección de la
21:31corriente el carrete
21:40rotarán
21:42el galvanómetro es un medidor de
21:44corriente muy
21:48sensible está formado por una bobina
21:51localizada entre los polos de un imán de
21:53Gran intensidad la bobina gira en
21:55respuesta a la corriente a mayor
21:57corriente mayor desviación con una
22:00escala de cero central podemos medir la
22:02corriente que fluye en cada
22:07dirección el primer indicio que dio
22:09lugar al motor de fereday fue el
22:11descubrimiento de orsted de que el
22:13magnetismo y la electricidad estaban
22:15interconectados orsted básicamente creó
22:18un electroimán probando que la
22:20electricidad podía crear un imán faird
22:23se apoyó en esto y empezó a observar la
22:25relación de los Opuestos para el
22:28magnetismo podía crear electricidad al
22:31hacerlo descubrió que no era el
22:32magnetismo lo que creaba electricidad
22:35sino el movimiento a través de este al
22:37que llamó campo magnético así lo
22:40esencial era el movimiento y no la
22:42relación entre ambos además de los
22:46motores eléctricos la teoría del campo
22:47de Michael farad contribuyó al
22:49desarrollo de generadores y
22:51[Música]
22:53transformadores Cómo podemos mantener el
22:55carrete
22:56rotando
22:59cambiando la dirección de la fuerza en
23:01cada media vuelta s si la fuerza en este
23:05lado del carrete es hacia mi izquierda
23:07en la posición de equilibrio hay que
23:09hacer que la fuerza vaya hacia mi
23:10derecha y viceversa en el otro lado Cómo
23:13podemos hacer eso la dirección de la
23:15fuerza de un conductor depende de la
23:17orientación del campo magnético externo
23:21y de la dirección de la corriente Así
23:24que una de estas dos variables debe ser
23:26invertida cada media vuelta Ya casi lo
23:33logran este motor eléctrico de corriente
23:36continua logra la tarea de invertir la
23:38dirección de la corriente cada media
23:40vuelta usando un conmutador de anillo
23:44partido cuando los electrones fluyen a
23:47través de la bobina en esta
23:49dirección el lado a de la bobina
23:52experimenta una fuerza ascendente y el
23:55lado CD experimenta una fuerza
23:57descendente
24:00la bobina rota hacia la posición
24:03vertical aquí ambas escobillas contactan
24:06el vacío aislante del conmutador de
24:08anillo partido y no hay flujo
24:11electrónico la inercia lleva la bobina a
24:14través de la posición vertical hasta que
24:16una vez más las escobillas hacen
24:19contacto con la otra mitad del anillo la
24:22dirección de los electrones fluye al
24:24invertirse el movimiento de la bobina y
24:26la dirección de la fuerza de lado del
24:28alambre cambia permitiendo una rotación
24:30continua en la misma dirección el
24:32procedimiento de cambio se repite cada
24:34medio ciclo asegurando una rotación
24:40[Música]
24:45continua los motores que traen a reparar
24:47presentan uno de dos problemas se van a
24:49quemar o necesitan rebobinar O solamente
24:52realizan una operación ruidosa y hay que
24:54cambiar los cojinetes en ese caso solo
24:57hay que hacer una revisión general un
24:59motor de corriente continua tiene dos
25:01componentes básicos un estator y una
25:02armadura que rota dentro del estator el
25:05estator está formado por bobinas de
25:06cobre y de alambre de cobre y la
25:08armadura también es de alambre de cobre
25:10y al final de la armadura hay un
25:11interruptor se conecta una tensión
25:14continua al estator y esta crea un campo
25:16magnético también se transfiere tensión
25:18a la armadura mediante las escobillas de
25:20Carbón del conmutador esto crea un campo
25:23magnético que crea rotación y fuerza de
25:26torsión
25:28[Música]
25:29sabían que si el ensamblaje de dos
25:31escobillas y un conmutador de anillo
25:33partido en un motor de corriente
25:35continua es reemplazado por dos anillos
25:37colectores con escobillas puede usarse
25:39corriente alterna para hacer funcionar
25:41el
25:43[Música]
25:52motor su motor está funcionando buen
25:54trabajo cómo aplicaron lo que
25:56aprendieron hoy para que se moviera
25:58funciona con el principio del motor
26:01naturalmente qué
26:02más hicimos un pequeño aislante con los
26:05extremos de una bobina de alambre de
26:07electroimanes luego pusimos la bobina
26:10equilibrada en estos soportes que
26:11hicimos con clips cuando enganchamos los
26:14clips a una fuente de poder y creamos un
26:16campo magnético se ejerció una fuerza
26:19sobre la bobina de alambre conductora de
26:21corriente que la hizo rotar esto es
26:23porque el campo magnético inducido que
26:25rodea la bobina interactúa con el campo
26:27magnético externo la bobina Da media
26:29vuelta por las fuerzas que actúan sobre
26:31ella aquí arriba y aquí
26:34abajo pero hicimos trampa en la segunda
26:37mitad del recorrido cómo los motores que
26:40vimos hoy Tienen bobinas que rotan
26:42continuamente en una
26:43dirección esto es porque las corrientes
26:46que van a través de ellos invierten su
26:48dirección cada media vuelta debido a un
26:49conmutador de anillo partido pero aquí
26:52el aislante que queda en el alambre
26:53interrumpe el flujo de corriente a
26:55través del carrete y hace que solo se
26:57deslice alrededor de este está
26:59bien los motores de corriente alterna
27:02son más comunes en el uso doméstico y en
27:03el uso Industrial la economía de la
27:05corriente alterna hace que se adapten
27:07mejor que los de corriente continua la
27:10manufactura de los motores de corriente
27:12continua es más costosa Los costos de
27:13hacer un motor de corriente continua con
27:15el controlador más la fuente de poder
27:16son mayores Así que la mayoría de la
27:18gente y la mayoría de las Industrias
27:20usan motores de corriente
27:22alterna se imaginan un solo día sin usar
27:24un motor eléctrico deberíamos intentarlo
27:28ya lo he hecho en los
27:30campamentos en tan solo poco más de 150
27:33años hemos pasado de los experimentos de
27:36Michael fday a los millones de
27:38aplicaciones que hay para los motores
27:40eléctricos en el futuro es muy probable
27:42que los motores eléctricos sigan
27:44manteniendo un mundo en
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