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Como surgiram os motores elétricos?

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Como surgiram os motores elétricos?

Eles deram força para o desenvolvimento e o progresso tecnológico do mundo. Alteraram a vida das pessoas e a maneira de utilizar a eletricidade em prol das nossas necessidades. Eles estão presentes diariamente em nossas rotinas e são indispensáveis em nossas vidas. Os motores elétricos são a essência do nosso desenvolvimento e trouxeram inúmeras facilidades, que até hoje é difícil imaginar como seria a vida da humanidade sem essa inovação, que movem diferentes utensílios elétricos, máquinas e equipamentos industriais.

Conheça mais sobre o motor elétrico, como surgiu, seus inventores e o impacto gerado por esse importante equipamento da era industrializada.

Como surgiram os motores elétricos?

Em 1790, Alessandro Volta (1745-1827) físico italiano inventou a pilha, primeira fonte de energia contínua. Volta descobriu que quando dois metais heterogêneos eram colocados em contato geravam uma força eletromotriz. Esse elemento, fonte de energia, serviria como base do princípio dos motores elétricos.

Em 1820, o cientista dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) descobriu por meio de uma experiência o princípio físico fundamental para o funcionamento do motor elétrico, a relação entre eletricidade e magnetismo. Sua experiência consistia em gerar por meio de uma pilha uma corrente elétrica que passasse por um fio condutor e depois que aproximasse desse fio uma bússola; a agulha, que é um ímã (uma barra magnética), mexia-se e alinhava-se perpendicularmente ao fio. Para o cientista, o fato só poderia comprovar uma coisa: em volta do fio havia um campo magnético, que agiu sobre o outro campo, o da agulha.

Após tomar conhecimento das experiências do dinamarquês, o físico francês André-Marie Ampere (1775-1836), um gênio da Matemática, começou a formular uma lei do eletromagnetismo, chegando à conclusão de que as linhas de força criadas pelo fio eletrizado – o campo magnético – são circulares, ou seja, formam uma espécie de cilindro invisível em volta do condutor.

Pesquisando a ligação entre eletricidade e magnetismo, estava o físico e químico britânico Michael Faraday (1791-1867). Considerados um dos cientistas mais influentes de todos os tempos, Faraday valorizava a experiência como prova dos fenômenos naturais. Graças à sua curiosidade e a metódicas experiências, ele pôde demonstrar em 1822 o campo magnético circular. Faraday encheu com mercúrio duas taças especialmente desenhadas, de modo a ter um fio elétrico saindo do seu fundo. Numa delas fixou verticalmente uma barra magnetizada. Na outra, deixou frouxo outro magneto. Na primeira taça, quando um fio elétrico pendurado acima da taça tocava o mercúrio, fechando o circuito, está se punha a girar em volta do ímã. Na outra taça, onde o fio estava frouxo, quando ligado à corrente o magneto girava em torno do fio central. Este foi considerado o primeiro motor elétrico, o autêntico ancestral das máquinas de hoje.

Ainda faltavam 35 anos para que o primeiro motor elétrico da história surgisse. Isso não impediu, no entanto, que durante esse período relativamente pequeno, outras máquinas com o mesmo princípio fossem inventadas, a começar por um gerador construído pelo próprio Faraday meia década depois de ter descoberto princípio de indução eletromagnética. Faraday observou que se colocasse um ímã dentro de uma bobina, cujo fio passasse energia elétrica, este se moveria de forma a acompanhar as linhas de força da bobina. Assim, ele demonstrou que uma bobina eletrizada é também um ímã. Se colocarmos uma bobina entre dois ímãs fixos, sem tocar neles, ela aponta seu polo norte para o polo sul do ímã e vice-versa. Mas, como os polos da bobina são determinados pelo sentido da corrente que passa pelo fio, quando o invertemos, os polos também se invertem, o que faz com que a bobina se mova novamente. Se essa inversão da corrente for constante, ela não para de girar.

Este é o princípio do funcionamento do motor elétrico. Para que o movimento aconteça, é preciso que haja uma interação entre os campos magnéticos de um estator (parte fixa do sistema) e um rotor (parte móvel).

Ainda na década de 30, o cientista W. Ritchie inventou o comutador, peça que seria importante na composição do motor elétrico e o mecânico francês Hippolyte Pixii (1808-1835) colocou o invento em prática. Ele construiu uma forma primitiva de um gerador elétrico de corrente alternada, baseado no princípio da indução eletromagnética descoberto por Michael Faraday. Pixii construiu um gerador composto de um imã em ferradura que girava na frente de duas bobinas presas com um núcleo de ferro. Este núcleo, utilizado pela primeira vez em um experimento, permitiu o aumento do fluxo magnético e da tensão da indução, fazendo a tensão alternada das bobinas ser transformada pelo comutador em uma tensão contínua pulsante.

No final dessa mesma década, o arquiteto e professor de física alemão, Moritz Hermann von Jacobi, deu um objetivo para a nova invenção. Instalou um motor movido a pilhas galvânicas dentro de uma lancha e transportou 14 pessoas durante algumas horas. Mostrou-se, pela primeira vez, que a energia elétrica podia ser utilizada a favor do trabalho mecânico. Contudo, as baterias galvânicas eram muito caras e descarregavam rapidamente, tornando a invenção um artigo de luxo.

A mudança de perspectiva viria com o cientista alemão Werner von Siemens, no ano de 1866. Siemens já tendo criado um gerador de tensão elétrico baseado no princípio de indução eletromagnética desenvolvido por Faraday, inventou o primeiro gerador de corrente contínua que provou que a tensão necessária para o magnetismo podia ser extraída do próprio enrolamento do rotor. Ou seja, a máquina podia gerar sua própria energia e não ficar dependente dos imãs. Assim, a invenção barateou o gerador, que também funcionava como motor quando alimentado por energia elétrica. 

Depois de Siemens, muitos outros cientistas começaram a desenvolver novos estudos sobre o fenômeno da eletricidade. O engenheiro-eletricista e inventor belga Zénobe Théophile Gramme construiu, em 1869, um motor que também se comportava como gerador, que quando ligada a uma corrente elétrica, produzia energia motora. E, quando movida por uma força motora, produzia energia elétrica. Apresentado em Viena em 1873, o invento foi chamado dínamo Gramme. Alguns anos depois, essa invenção foi exposta na Universidade Técnica de Graz, na Austria, onde encantou o até então aluno iugoslavo Nikola Tesla.

Daquele momento em diante, o físico e engenheiro, Nikola Tesla começou a pesquisar novos aperfeiçoamentos para o equipamento. Em 1883, apresentou o primeiro gerador de corrente alternada, cujos os polos se invertem. A partir de então, a corrente passou a ser gerada de forma alternada, similar as que hoje são empregadas nas tomadas elétricas.

Pouco tempo depois, Tesla também inventou o motor elétrico sem comutador. No entanto, a corrente alternada – que viria a ser a outra grande revolução na eletricidade – não causou o impacto esperado por Tesla na comunidade científica europeia da época. Isso forçou o pesquisador a procurar novas oportunidades nos Estados Unidos, onde chegou em 1884. No mesmo ano, vendeu os direitos de patente das invenções a George Westinghouse, dono de uma companhia elétrica que levava seu nome.

O sistema Tesla-Westinghouse, como viria a ser conhecido, foi utilizado pela primeira vez na iluminação da World·s Columbian Exposition, uma feira montada em Chicago, em 1893, para celebrar o quarto centenário do descobrimento da América. O sucesso foi tanto que a companhia de Westinghouse acabou contratada meses depois para instalar geradores elétricos pela primeira vez nas cataratas do Niágara. Depois da invenção da corrente alternada, muitos outros aperfeiçoamentos foram introduzidos nos motores elétricos. Por exemplo, em vez de apenas dois polos no estator, alguns novos motores têm uma sequência de vários ímãs muito próximos, o que aumenta a uniformidade do movimento.

 

A invenção de um princípio ideal de funcionamento para o motor elétrico, tornou possível voltar as atenções para o aprimoramento de questões como aumento de potência, melhor rendimento do aparelho, maior durabilidade e economia do equipamento.

 

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Fontes

http://super.abril.com.br/ciencia/o-motor-eletrico/

http://fastseg.blogspot.com.br/2016/09/conheca-a-historia-completa-dos-motores-eletricos.html

 

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