Como funciona un motor de corriente continua o motor DC?
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
🧲 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.
🔋 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
💡Campo magnético
💡Corriente eléctrica
💡Pila de Volta
💡Varilla de cobre
💡Conmutador
💡Escobillas
💡Motor de corriente continua
💡Bobinas
💡Motor con caja reductora
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.
Transcripts
Este es un imán común los imanes tienen
un campo magnético natural con un
segundo imán tenemos un segundo campo
magnético si intentamos juntar polos
iguales estos se repelen pero al juntar
Polos opuestos se atraen y los efectos
magnéticos de ambos Campos se combinan
incluso pueden combinarse Sin que los
imanes estén unidos basta con que estén
uno cerca del otro la intensidad de esta
interacción depende de la distancia en
la que se encuentren ambos
imanes Hola amiguitos qué creen tenemos
nuevamente patrocinador en el canal Así
que procedo a decir que este video está
patrocinado por
pcbway un sitio web donde puedes
encargar tus psbs a precios razonables y
con envío internacional llegan a todo el
mundo así que qué estás esperando
encárgalo ya si tomamos esta varilla de
cobre y la conectamos a una corriente
eléctrica para lo cual usaré una clásica
pila de Volta porque no es una poderosa
fuente de energía Nadie puede negarlo Y
tiene más de 200 años entonces la
corriente fluye a través de la varilla
generando un campo magnético a su
alrededor si invertimos la corriente
eléctrica el campo magnético también se
invertirá vamos a poner esta varilla en
medio de los imanes si no está conectado
a la corriente eléctrica terminará
pegándose a uno de los imanes Pero en
cambio Si la corriente eléctrica fluye
por la varilla se crea un campo
magnético que interactúa con el campo
magnético de los imanes provocando que
la varilla sea empujada en este caso
hacia arria invirtiendo la corriente
eléctrica el campo magnético de la
varilla también quedará invertido
provocando que esta vez la varilla sea
empujada hacia abajo con una segunda
varilla que tenga la conexión invertida
a la primera una será empujada hacia
arriba y la otra será empujada hacia
abajo qué tal si ahora juntamos ambas
Varillas en uno solo y lo conectamos a
la corriente eléctrica sigamos su campo
magnético miren como el campo magnético
se invierte a medida que avanza entonces
este lado de la varilla será empujado
hacia arriba y el otro lado hacia abajo
provocando esto sin embargo no consigue
dar una vuelta y para que lo consiga
invertimos la corriente eléctrica cada
que la varilla de media vuelta o por
decirlo de una forma cada que se
encuentre en la posición 90 gr para que
la corriente se invierta de forma
automática unimos la varilla a un anillo
que esté dividido por la mitad y dicho
anillo entrará en contacto con la
corriente sin estar Unido al suministro
de corriente de tal forma que cuando
circule la corriente una parte de la
varilla sea empujada hacia arriba y otra
hacia abajo hasta llegar a la posición
90 gr en este punto vemos como gracias
al anillo la corriente se invierte Y eso
hace que la varilla continúe girando de
forma automático este anillo lleva el
nombre de
conmutador lo malo de estos motores es
que están en constante fricción por el
rozamiento de El conmutador con las
escobillas que por cierto a estas partes
se las llama escobillas y dan al nombre
al motor con escobillas en ciertas
partes las escobillas entran en contacto
con dos placas del conmutador esto causa
un pequeño corto que eventualmente
destruye las escobillas acabando con la
vida útil del motor aún tenemos un
problema en este modelo Y es que la
barrilla al alcanzar la posición 90 gr
pierde fuerza ocasionando que gire más
lento o se detenga en dicha posición
esto se soluciona añadiendo una segunda
varilla Ahora cuando una varilla esté en
la posición 90 gr sin fuerza la otra
estará en medio de los imanes y será
Quien tenga la fuerza para mover al
motor de esta forma tendremos un giro
mucho más suave y continuo Esta es la
forma básica en la que funciona un motor
de corriente continua o motor con
escobillas Aunque existen diferentes
modelos y formas en las que estos son
construidos tengo que aclarar que los
motores no usan Varillas eso solo fue
para que la explicación quede más simple
lo que usan realmente son bobinas para
tener un campo magnético mucho más
fuerte de lo que una simple varilla
podría proporcionar para tener un giro
mucho más suave y controlado suelen usar
más bobinas los diseños con más bobinas
suelen usarse en motores de velocidad
variable que necesiten mejor control de
su velocidad el modelo más común y el
que seguramente la mayoría en este canal
usa para sus proyectos de robótica u
otros proyectos es el clásico y viejo
motor con caja reductora o con
engranajes que normalmente se vende para
arduino Aunque puede ser usado con
cualquier otro controlador me hubiera
gustado Mostrar cómo funciona este motor
y también Cómo saber la dirección del
campo magnético pero realmente demoré
mucho en hacer estos casi 5 minutos de
animación por lo que tendrá que ser en
futuros videos uno pensaría que en estos
tiempos modernos estas cosas se harían
más fácil con inteligencias artificiales
pero aún no están tan pulidas como para
hacer trabajos así en menos tiempo por
lo que aún hay que recurrir a la vieja
carcacha cargarle carbón prenderle velas
y que comience a renders
a pesar después de que demoró mucho y pí
varios detalles o por lo menos intenté
pulirlos quedaron muchas cosas que me
hubiese gustado mejorar Pero eso
tardaría más y hay un patrocinador con
el que cumplir que por cierto nunca me
hubiera animado a hacer un video tan
demorado sin patrocinador Así que compré
sus pcbs pronto publicaré los otros
videos que tendrían que haber sido parte
de Este pero por la falta de tiempo no
lo fueron gracias por escucharme y nos
vemos en un próximo
video
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