Como fazer um motor homopolar!

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Quando olham para um motor, talvez pensem que o que lá está é algo extremamente complexo e que só algumas mentes brilhantes o conseguem compreender. Normalmente, a complexidade está na engenharia necessária para melhorar a performance, pois o princípio não é assim tão complicado.

Para vos exemplificar a simplicidade a que algumas invenções podem ser reduzidas, vou mostrar-vos como fazer um “mini” motor eléctrico (homopolar). Para tal é necessário o seguinte material:

  • Uma pilha (por exemplo AA, daquelas “normais” de meter numa máquina fotográfica, por exemplo) e que de preferência tenha do lado “menos” um relevo para dentro (muitas têm esse relevo);
  • Um parafuso de, por exemplo, 4 cm de comprimento;
  • Uma garrafa de água de plástico das pequenas, vazia;
  • Um, ou dois ímanes, de preferência circulares, com uma espessura de meio centímetro, mais ou menos, com um raio menor que o raio da tampa da garrafa (irão compreender porquê);
  • E, ainda, um pedaço de fio de cobre de uns 10 centímetros.

A montagem do motor deverá ser feita do seguinte modo:

  • Desenrosquem a tampa e depois coloquem um íman no interior da tampa e o outro por cima, de tal modo que a atracção dos mesmos os faça ficar agarrados à tampa. Depois voltem a enroscar a tampa. Se só tiverem um, colem-no na parte da tampa que fica virada para o exterior;
  • Coloquem o parafuso sobre o íman exterior, com a cabeça virada para o íman, de modo a segurar-se (fica magnetizado);
  • Conectem uma ponta do fio ao lado “mais” da pilha (fiquem a segurar com o dedo, ou colem com fita-cola);
  • Agarrem a pilha com uma mão e com a outra agarrem no sistema “garrafa+íman+parafuso”, e toquem com a ponta do parafuso no lado “menos” da pilha. A magnetização deverá ser suficiente para que possam agarrar o sistema simplesmente pela pilha;
  • Por fim, toquem com a ponta solta do fio no íman.

O resultado esperado será que o parafuso, íman(es) e garrafa comecem a rodar. Eis a transformação de energia eléctrica em trabalho mecânico, que se deve ao facto de haver um campo magnético (gerado pelo íman) que é perpendicular à corrente que passa no fio, o que gera uma força perpendicular a esse plano, fazendo com que o sistema rode (Lei de Lorentz).

Para quem sabe um pouco de matemática a lei de Lorentz é dada por:

Em que F é a Força, q a carga, E o campo eléctrico, v a velocidade dos electrões e B o campo magnético. Assim, é o segundo termo o responsável pelo que foi antes explicado – a força produzida é perpendicular ao plano que a velocidade dos electrões, ou seja, a corrente, faz com o campo magnético, devido à existência do produto externo na equação.

Neste vídeo usam a pilha ao contrário, e sem a garrafa, mas o princípio é exactamente o mesmo.

O sistema poderá ser alterado, dependendo do objectivo. Aqui a preocupação foi apenas de colocar a garrafa a rodar, para se ver bem o efeito. Poderão experimentar a usar o mesmo “conceito” para modelos diferentes.

5 comentários

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    • BetinhoFloripa on 30/12/2013 at 16:33
    • Responder

    Show…não conhecia…e se eu não conheço algo, há somente uma explicação:
    http://www.wweek.com/portland/imgs/media.images/9307/aliens.nar.jpg

  1. Há algum tempo que procuro colocar uma questão, sobre motores que ninguém leva a sério, nomeadamente aos alunos, professores e investigadores do ensino superior, que encontro pelas exposições, Portugal Tecnológico, Veículos Electricos, Universidades e Particulares. Trata-se de uma opinião antiga do tempo dos videos, Direct Drive, tipo passo a passo, que consiste em aplicar o motor no sítio em que ele é preciso, sem transmissões e ou des e ou multiplicações. A ideia já é muito antiga, mas para mim tornou-se muito actual com o surgimento dos Veículos Electricos, tornar a roda oca e colocar os 4 motores electricos nas jantes. Procorar mais eficiência electro-magnética, colocando as bobines no sentido longitudinal do campo magnético, ao que é normal e habitual, cortá-lo na perpendicular. Bobines por dentro e estáticas e imãs por fora e rotativos. Vários módulos, cartuchos, anilhas circulares em paralelo para aumentar a potência e o binário até à largura do pneu. Como sabem a electrónica faz o resto, controla a fase de cada bobine, binário e potência, e das 4 independentes rodas, assim como aproveita o efeito regenerativo para travar carregando as baterias. Motor electrico na jante. Gostaria da vossa opinião e interesse. Um abraço para todos.

    1. Eu não sou um especialista em engenharia automóvel, portanto não sou a pessoa indicada para lhe dar uma resposta definitiva sobre o assunto, de qualquer forma, dou-lhe a minha opinião.
      Primeiro, não sei até que ponto seria fácil fazer um motor desse género completamente simétrico em relação ao eixo de rotação, o que seria evidentemente necessário para manter a roda “equilibrada”. A mim parece-me difícil. Além disso, a roda teria que manter outras especificidades de engenharia (que justificam, por exemplo, o porquê de as rodas seguirem basicamente todas o mesmo modelo, mesmo em marcas de automóveis diferentes).
      Segundo, as rodas têm que andar à mesma velocidade, o que implicaria que ter-se-ia que ter pelo menos duas rodas a trabalhar de forma exactamente igual, sendo também necessário que as variações de velocidade induzidas fossem também perfeitamente simétricas. Isto pode parecer trivial, mas provavelmente o nível de precisão exigido para não haver problemas seria talvez um desafio. Mais ainda: uma pequena avaria ou até só desgaste num motor criaria uma assimetria muito perigosa. Você diz que a electrónica faria o resto, mas esse resto não deve ser assim tão trivial (pelo menos em condições reais, onde por exemplo, cada roda está sujeita a uma força de atrito diferente, variável no tempo).
      Terceiro, claro, não sei bem até que ponto esse “esquema” teria potência suficiente para fazer o carro atingir velocidades aceitáveis.

      Bom, provavelmente haverão outras contestações à sua ideia mais acertadas, ou talvez a sua ideia até seja viável… Infelizmente não disponho de conhecimentos para lhe dar uma resposta mais completa e definitiva.
      Abraço,
      Marinho

  2. “Quando olham para um motor, talvez pensem que o que lá está é algo extremamente complexo e que só algumas mentes brilhantes o conseguem compreender. Normalmente, a complexidade está na engenharia necessária para melhorar a performance, pois o princípio não é assim tão complicado.”

    Colocação didaticamente ótima.

    • charles figueiredo on 26/12/2013 at 01:57
    • Responder

    Show!

  1. […] usa-se o movimento num campo magnético, para criar uma corrente eléctrica (ver o artigo de como fazer um motor homopolar para mais pormenores sobre a indução electromagnética). Note-se que uma turbina não tem que […]

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