Projeto de motor à pilha

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Construção do Rotor

A bobina do rotor foi enrolada sobre um tubo de PVC de 4 cm de diâmetro, totalizando 27 voltas e meia de fio 24, totalizando 3.5 m de fio. O enrolamento foi então esmaltado, para ficar bem coeso sem ficar pesado.

O eixo foi construído com dois segmentos de 7 cm de fio 15. Em cada haste, foram cobertos 3,5 cm de uma extremidade com fita isolante, para mantê-las isoladas e possibilitar a montagem mostrada pela figura 4.

[pic 7]

Figura 4 - Eixo do rotor, composto por duas hastes de cobre isoladas entre si.

Uma das extremidades do eixo tem o verniz completamente removido, enquanto a outra extremidade tem apenas metade da circunferência raspada, para funcionar como um interruptor. É importante que esta metade raspada fique alinhada com o plano que contém a bobina, como mostra a figura 5, que mostra a bobina atravessada pelo eixo e já posicionada corretamente.

[pic 8]

Figura 5 - Rotor completo. A hachura à direita representa o verniz.

A importância deste posicionamento correto é mostrada pelas figuras 6 e 7, que são vistas laterais do rotor em funcionamento, com a parte hachurada representando a parte do eixo coberta por verniz.

[pic 9][pic 10]

Figura 6 - Abordagem por pólos magnéticos Figura 7- Abordagem por força de Laplace

Pensando no alinhamento entre pólos, quando a parte sem verniz toca o mancal, a corrente começa a fluir pela bobina, como mostram o ponto e a cruz nas extremidades. Dois pólos magnéticos se formam na bobina, e forçam-na a girar no sentido horário para alinhar-se ao campo do ímã permanente. Após um giro de 180º, os pólos estarão alinhados, e a corrente cessa para que a bobina gire livremente por meio ciclo, até que o processo recomece.

Pela abordagem da força de Laplace, o condutor com corrente imerso no campo do ímã sofre uma força representada por F na figura 7, que gera torque na bobina e força a rotação no sentido horário. Após meia rotação, o braço de alavanca da força F será nulo, bem como o torque, que pára de produzir rotação. A força passaria então a manter o rotor na mesma posição, alinhado com o plano horizontal. Nesse instante a corrente cessa, e com ela as forças, para que o rotor gire mais meio ciclo por inércia até que o processo recomece.

Considerações finais

Apesar de a montagem ser simples, alguns cuidados devem ser tomados para que se aproveite ao máximo o potencial do motor, como visto na última parte da montagem. Vale lembrar novamente que as duas abordagens apresentadas não são aditivas, mas apenas diferentes maneiras de explicar o funcionamento do motor.

Referências

NETTO, Luiz Ferraz. Feira de Ciências: O Imperdível!. Sala 22. Experiência 00. Disponível em: . Acesso em: 14 maio 2011.

BASTOS, João Pedro Assumpção. Eletromagnetismo para Engenharia: Estática e Quase-Estática. 2. ed. Florianópolis: UFSC, 2008.

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