Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía
eléctrica en energía mecánica aunque algunos tipos de motores tienen la
capacidad de hacer lo contrario y funcionar como generadores de electricidad.
Para muchos el conjunto completo de cables y de imanes puede resultar muy
caótico pero en realidad son mecanismos muy simples con pocas partes móviles lo
que limita mucho las pérdidas por la fricción y alcanzan una eficiencia superior
al 95 por ciento.
Para comprender un poco cómo funciona el motor eléctrico diremos
que la electricidad es un fenómeno que se debe al movimiento de electrones a lo
largo de la estructura “cristalina” de un conductor eléctrico. Estos electrones
producen un campo magnético cuando se mueven o rotan. Muchos conductores
eléctricos tienen en sus átomos electrones cuyos campos eléctricos no son
compensados por el movimiento de otros y si a esto sumamos que muchos de los
campos magnéticos que estos electrones generan se orientan en una misma
dirección entonces tenemos un imán que puede ser permanente si la orientación de
los campos se mantiene fija y si no pues un imán temporal.
Creo que todos
sabemos que los polos de un imán que tienen igual signo se repelen y lo que
tienen signo diferente se atraen, bien en los primitivos motores eléctricos se
colocaban varios imanes permanentes alrededor de una pieza giratoria llamada
rotor. En el rotor hay un trozo metálico sobre el que se ha enrollado alambre de
cobre, unos contactos, llamados comúnmente “escobillas”, permiten el paso de la
corriente generando un imán temporal que es repelido por los imanes que rodean
al rotor obligándolo a girar. El truco es mantener girando el imán del rotor ya
que si las escobillas siempre estuvieran en contacto con la corriente en un
momento dado el polo positivo (o norte) del rotor se alinearía con el polo
negativo (o sur) de los imanes que están alrededor del mismo y dejaría de girar,
aunque pudiera ocurrir lo contrario con el mismo resultado. Lo que ocurre es que
las escobillas no siempre estén en contacto con la electricidad y cuando lo
hacen mantienen la repulsión entre los imanes y con ello el movimiento.
En las primeras versiones del motor eléctrico se usaba un único imán con forma de “U” con el
rotor girando en el centro, a este tipo de motor se le llamó un motor monofásico
pues la corriente en el rotor solo cambia una vez de sentido por rotación, en
los motores de fases múltiples hay varios imanes alrededor del motor y las
escobillas tocan varios contactos que hacen que los imanes siempre repulsen el
rotor por medio de varios cambios de fase. Son muy usuales los motores de tres
fases en los que la corriente cambia de sentido tres veces por rotación
generando tres campos magnéticos separados por un ángulo de 120 grados y que
pueden mantenerse en rotación, ya no con tres imanes, si no con un número de
imanes que tiene que ser múltiplo de tres de esta manera se aumenta la potencia
del motor. El movimiento debe estar sincronizado sobre todo porque este sistema
se usa principalmente es motores de corriente alterna, entonces la frecuencia de
la corriente debe estar sincronizada con las fases del motor.
Casi todo motor eléctrico funciona de manera similar pero con ciertas variaciones; por
ejemplo se puede usar un imán permanente en el rotor y que las corrientes
generen imanes temporales a su alrededor, evitando usar escobillas y con ello se
disminuyen las “chispas” eléctricas aún cuando obtenemos un motor menos potente
que su equivalente, resulta más seguro en lugares donde se almacenan sustancias
inflamables.
