Material (versão 1)
Esse modelo de motor elétrico mínimo, com estator de ímã permanente e rotor de bobina requer o seguinte material para sua construção:
Esse modelo de motor elétrico mínimo, com estator de ímã permanente e rotor de bobina requer o seguinte material para sua construção:
l 1 pilha grande ;
l 1 ímã permanente de alnico ou de ferrite (tipo quadrado, retangular ou circular, de tamanho menor que o
comprimento da pilha grande);
l 10cm de fio de cobre # 16 e 2m de fio de cobre esmaltado # 20 a # 26.
l 1 base de madeira, plástico ou duratex de (10x10x1) cm.
Como auxiliares usaremos: supercola, alicate de bico, faca, solda e soldador elétrico de 50 ou 100W.
Montagem
Eis o aspecto geral da montagem:
Eis o aspecto geral da montagem:
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Seqüência e detalhes para a montagem:
a) Cole a pilha grande na região central da base de madeira;
b) Cole o ímã (estator) sobre a pilha, por exemplo, com a face NORTE voltada para cima (uma bússola poderá ajudá-lo nessa identificação);
c) Os mancais para a bobina (2 deles) devem ser feitos com o fio de cobre rígido #16, com as extremidades raspadas (para retirar o verniz isolante). Use do alicate para enrolar uma das extremidades de cada um desses fios sobre um prego fino (duas ou três voltas bastam). As extremidades inferiores desses mancais serão soldadas diretamente sobre os terminais (+) e (-) da pilha. Essa é uma boa oportunidade para aprender a usar um ferro de soldar! A altura correta é aquela que permitirá à bobina passar bem rente ao ímã.
d) Faça a bobina (rotor), inicialmente com uma só espira. Numa outra oportunidade você poderá fazer, como uma variante da montagem, outra bobina com várias espiras. Uma só espira torna o motor mais didático e facilita as explicações de seu funcionamento, porém gastará a pilha bem mais rapidamente do que, por exemplo, fazer a bobina com 10 ou 20 voltas.
Em ambos os casos, todavia, a parte do fio que servirá de eixo da bobina deverá ser totalmente raspada (para retirar o verniz isolante) e a outra apenas semi-raspada (só metade do fio). Veja isso na ilustração.
a) Cole a pilha grande na região central da base de madeira;
b) Cole o ímã (estator) sobre a pilha, por exemplo, com a face NORTE voltada para cima (uma bússola poderá ajudá-lo nessa identificação);
c) Os mancais para a bobina (2 deles) devem ser feitos com o fio de cobre rígido #16, com as extremidades raspadas (para retirar o verniz isolante). Use do alicate para enrolar uma das extremidades de cada um desses fios sobre um prego fino (duas ou três voltas bastam). As extremidades inferiores desses mancais serão soldadas diretamente sobre os terminais (+) e (-) da pilha. Essa é uma boa oportunidade para aprender a usar um ferro de soldar! A altura correta é aquela que permitirá à bobina passar bem rente ao ímã.
d) Faça a bobina (rotor), inicialmente com uma só espira. Numa outra oportunidade você poderá fazer, como uma variante da montagem, outra bobina com várias espiras. Uma só espira torna o motor mais didático e facilita as explicações de seu funcionamento, porém gastará a pilha bem mais rapidamente do que, por exemplo, fazer a bobina com 10 ou 20 voltas.
Em ambos os casos, todavia, a parte do fio que servirá de eixo da bobina deverá ser totalmente raspada (para retirar o verniz isolante) e a outra apenas semi-raspada (só metade do fio). Veja isso na ilustração.
Sugestão
Se você está trabalhando em equipe, nada impede que cada participante faça sua própria bobina-rotor. As demonstrações poderão ser feitas com bobina de 1 espira, 5 espiras, 10 espiras etc. Preste a devida atenção para os terminais dessas bobinas, pois eles funcionarão tanto como eixo de rotação do motor como coletores de corrente elétrica. Ajuste bem esses terminais, com o alicate, de maneira que fiquem alinhados com o eixo horizontal da bobina. Raspe completamente o verniz de um desses terminais da bobina e no outro terminal raspe apenas uma das metades ao longo do fio. Isso funcionará como comutador para o funcionamento do motor.
Se você está trabalhando em equipe, nada impede que cada participante faça sua própria bobina-rotor. As demonstrações poderão ser feitas com bobina de 1 espira, 5 espiras, 10 espiras etc. Preste a devida atenção para os terminais dessas bobinas, pois eles funcionarão tanto como eixo de rotação do motor como coletores de corrente elétrica. Ajuste bem esses terminais, com o alicate, de maneira que fiquem alinhados com o eixo horizontal da bobina. Raspe completamente o verniz de um desses terminais da bobina e no outro terminal raspe apenas uma das metades ao longo do fio. Isso funcionará como comutador para o funcionamento do motor.
e) Coloque a bobina nos mancais, adaptando seus terminais nas espiras do fio grosso (que já devem estar raspados). Centralize bem o conjunto móvel. Observe que, devido a raspagem de uma das extremidades do fio de um só lado, com uma face da bobina voltada para o ímã não deve haver contado elétrico entre a bobina e os mancais e, com a outra face virada para o ímã, sim.
Pondo o motor para funcionar
Terminada a montagem, dê uma pequeno impulso ao rotor e ele deve continuar girando. Se não girar é porque a posição da extremidade semi-raspada do terminal da bobina não é a adequada. Com o alicate, vá lentamente torcendo esse terminal (testando) até obter a posição correta.
Terminada a montagem, dê uma pequeno impulso ao rotor e ele deve continuar girando. Se não girar é porque a posição da extremidade semi-raspada do terminal da bobina não é a adequada. Com o alicate, vá lentamente torcendo esse terminal (testando) até obter a posição correta.
Material (versão 2)
Essa versão 2, bastante simples de ser construído, requer:
Essa versão 2, bastante simples de ser construído, requer:
l 1 pilha grande ;
l 1 ímã permanente de alnico ou cerâmico (tipo quadrado, retangular ou circular);
l 2m de fio de cobre esmaltado # 20 a # 26.
l 2 alfinetes grandes, de segurança (de fralda).
l 1 ou 2 elásticos de punho.
l 1 base de madeira, plástico ou MDF de (10x10x1) cm.
Montagem
Eis o aspecto final da montagem com legenda e detalhes:
Eis o aspecto final da montagem com legenda e detalhes:
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1. A bobina pode ser feita enrolando-se o o fio de cobre esmaltado ao redor da própria pilha (que servirá de molde); 10 a 15 espiras juntas serão suficientes.
2. Feito o enrolamento, retire-o da pilha e use do próprio fio para prender as espiras juntas, como se ilustra acima, nos detalhes. Deixe sobrar uns 10 cm de fio de cada lado. Endireite-os de modo que constituam o eixo de rotação do rotor.
3. Raspe completamente as extremidades desses fio retirando todo o esmalte. Uma variante disso, como foi feito na versão 1 é, raspar toda uma das extremidades e da outra "só um lado do fio".
4. Se raspou ambas as extremidades, use esmalte de unha para cobrir "um dos lados do fio" de uma das pontas.
5. Cole o ímã permanente na lateral da pilha de modo que um dos pólos fique "para cima".
6. Fixe, usando dos punhos de elástico, os alfinetes de segurança nos pólos da pilha; cole a pilha na tábua base.
7. Espete as extremidades da bobina nos 'olhos' dos alfinetes que servirão de 'contatos' e de mancal.
8. O rotor já deve começar a girar. Se não girar, ajuste o ângulo entre o lado do fio com esmalte e o plano da bobina (segure essa extremidade com um alicate e torça a bobina).
2. Feito o enrolamento, retire-o da pilha e use do próprio fio para prender as espiras juntas, como se ilustra acima, nos detalhes. Deixe sobrar uns 10 cm de fio de cada lado. Endireite-os de modo que constituam o eixo de rotação do rotor.
3. Raspe completamente as extremidades desses fio retirando todo o esmalte. Uma variante disso, como foi feito na versão 1 é, raspar toda uma das extremidades e da outra "só um lado do fio".
4. Se raspou ambas as extremidades, use esmalte de unha para cobrir "um dos lados do fio" de uma das pontas.
5. Cole o ímã permanente na lateral da pilha de modo que um dos pólos fique "para cima".
6. Fixe, usando dos punhos de elástico, os alfinetes de segurança nos pólos da pilha; cole a pilha na tábua base.
7. Espete as extremidades da bobina nos 'olhos' dos alfinetes que servirão de 'contatos' e de mancal.
8. O rotor já deve começar a girar. Se não girar, ajuste o ângulo entre o lado do fio com esmalte e o plano da bobina (segure essa extremidade com um alicate e torça a bobina).
Eis o aspecto final:
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Explique o que está acontecendo
Um trabalho prático para demonstrações só estará completo quando você descrever cientificamente seu funcionamento. Para tanto, você deverá consultar seu professor ou, melhor ainda, os livros. A procura em livros irá lhe desenvolver o senso de pesquisa, coisa que lhe será muito útil no processo de sua educação. Perguntar ao professor é, sem dúvida mais cômodo e mais rápido, lembre-se, porém, que ele não estará sempre por perto!
Um trabalho prático para demonstrações só estará completo quando você descrever cientificamente seu funcionamento. Para tanto, você deverá consultar seu professor ou, melhor ainda, os livros. A procura em livros irá lhe desenvolver o senso de pesquisa, coisa que lhe será muito útil no processo de sua educação. Perguntar ao professor é, sem dúvida mais cômodo e mais rápido, lembre-se, porém, que ele não estará sempre por perto!
Os motores elétricos dessa coleção irão, progressivamente, discutir os porquês de seus funcionamentos. Se interessar, de imediato, veja os demais modelos de motores.
Se você quiser discutir o funcionamento com o autor, entre em contato direto, via e.mail. Discutir ... não perguntar 'como funciona'!
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