Que tal montar um motorzinho experimental que gira de verdade? Esta montagem muito simples não serve para movimentar grandes mecanismos, mas ilustra exatamente o funcionamento de um motor de verdade, com um efeito que, sem dúvida, será muito atraente numa feira de ciências. Usando coisas que podem ser conseguidas com facilidade, este motor não tem segredos e pode ser montado num piscar de olhos!
Não podemos montar com facilidade motores de verdade por exigirem peças de grande precisão mecânica. No entanto, motores experimentais são muito mais fáceis de construir do que muitos podem pensar.
É claro que não teremos num motor experimental a força de movimentar grandes mecanismos ou mesmo veículos, mas ele girará e demonstrará exatamente como podemos converter energia elétrica em força e movimento.
O nosso motor é extremamente simples pelas peças que usa! Com exceção do imã que deve ser conseguido com a ajuda da imaginação de cada um, todas as demais peças são improvisadas: preguinhos, um pedaço de madeira, alfinetes e fio esmaltado que pode ser aproveitado de um velho transformador.
As ferramentas para a montagem: um martelo, serra e o ferro de soldar tradicional.
COMO FUNCIONA
O princípio de funcionamento de nosso motor é o mesmo dos motores de verdade com escovas.
Na figura 1 temos a sua estrutura.
Uma bobina formada por fio esmaltado fino é percorrida pela corrente de um conjunto de pilhas (ou fonte). Esta corrente cria um campo magnético na bobina, ou seja, “magnetiza-a" de modo a aparecer uma força que age sobre o imã fixo.
O resultado é que a bobina é forçada a girar para encontrar uma posição de equilíbrio onde as forças magnéticas deixem de atuar.
Entretanto, ao girar para encontrar esta posição de equilíbrio, O motor aciona um sistema de comutadores em seu eixo, formado por dois pinos ou placas denominadas “escovas", que invertem a corrente na bobina.
O resultado é que, com esta inversão, a posição de equilíbrio que estava quase alcançada, deixa de existir. A nova posição de equilíbrio adianta-se meia volta e o motor é obrigado a continuar seu movi- mento em busca daquela posição.(figura 2)
Mais meia volta, a escova entra em ação novamente, invertendo a corrente, de modo que a posição de equilíbrio adianta-se, e assim indefinidamente a bobina seguirá girando permanentemente, enquanto houver alimentação de energia, procurando encontrar uma posição de equilíbrio sempre meia volta à frente.
O nosso motor experimental faz uso de um imã permanente e uma bobina alimentada, se bem que existam motores em que o imã permanente pode ser substituído por um conjunto de bobinas.
O imã deve ter o formato indicado nas figuras e ser posicionado exatamente como o indicado para que o motor possa girar.
MONTAGEM
Não há propriamente material eletrônico nesta montagem. O único material obtido de aparelho eletrônico é o fio esmaltado fino, que pode ser conseguido de um velho transformador, conforme mostra a figura 3.
Abrindo o transformador, chegamos ao carretel onde existe fio esmaltado fino que pode ser aproveitado. Lembramos que este fio possui uma fina camada de esmalte isolante que o envolve e que no ponto de soldagem ela deve ser raspada. O fio não deve também ficar sendo raspado em objetos, pois se a capa isolante for removida, o motor não funcionará.
Na figura 4 temos então o material que deve ser usado.
O imã em forma de ferradura é a única peça que pode trazer alguma dificuldade de obtenção. Tente o ferro velho ou casa de reparação de TV, que eventualmente haverá um ímã deste tipo a sua disposição..
Começamos então a montagem, que será realizada em 10 fases mostradas nas figuras 5 e 6.
1ª fase: pregamos os dois pregos menores na pequena tábua que será o rotor do motor. É muito importante que a posição destes pregos seja a indicada, mantendo-se o centro exato para equilíbrio do movimento. Não os pregue muito profundamente.
2ª fase: pregue os dois pregos maiores no centro exato da tabuinha que servirá de rotor. Alinhe-os muito bem para que haja um movimento equilibrado de rotação.
3ª fase: raspe a ponta do fio esmaltado e enrole-a num dos pregos menores que formarão os contactos do rotor, Solde esta ponta de fio e inicie o enrolamento. Dê 200 voltas ou mais de fio sempre no mesmo sentido.
4ª fase: dadas as 200 voltas, continue o enrolamento passando para a outra parte do rotor, sempre no mesmo sentido. Dê mais 200 voltas de fio ou o número que deu na outra parte, de modo a haver perfeito equilíbrio.
5ª fase: terminado o enrolamento da segunda parte, raspe a ponta do fio esmaltado e, como na terceira fase, enrole no prego e solde.
6ª fase: passamos a trabalhar na base de madeira. Colocamos os pregos maiores na posição indicada, deixando a distância "x" entre eles, que deve ser a mesma mostrada na 5ª fase. Deixamos uma margem de uns 2 ou 3 mm para encaixe das cabeças dos pregos.
7ª fase: pregue os dois pregos menores que sobraram na posição indicada na figura, para formarem o ponto de apoio dos fios de contacto.
8ª fase: dobre dois alfinetes em U da forma indicada, de modo que os pregos do rotor neles se encaixem, e solde-os na posição mostrada de maneira bem firme.
9ª fase: corte dois pedaços de fio rígido de aproximadamente 10 cm cada e tire sua capa. Dobre--os na forma indicada e solde suas pontas nos dois pregos menores.
10ª fase: para terminar é só apoiar o motor da forma indicada na figura 6, de modo que ele possa girar livremente, Se quiser feche os alfinetes de modo a não deixar o rotor escapar.
Ajuste os fios dos contactos de modo que se encostam aos pregos comutadores quando a bobina ficar na posição horizontal. Este contacto é muito importante para o funcionamento do motor.
Na figura 7 mostramos como deve ficar o ajuste destes contatos.
Depois de tudo é só usar o motor.
USANDO O MOTOR
Quatro pilhas grandes, ou a fonte de alimentação “de sucata" que damos nesta mesma edição, podem alimentar perfeitamente este motor.
Seu consumo é algo elevado, pelo que a durabilidade das pilhas não deve ser considerada excelente. Para feiras de ciências, use a fonte.
Ligue a fonte com o rotor inicialmente na vertical. Depois com os dedos dê a partida com um impulso.
O motor deve dar a partida e acelerar até atingir a velocidade máxima. Se parar, tente ajustar os contactos para obter o efeito desejado.
Na figura 8 damos uma versão simplificada feita com uma rolha, de tamanho menor, portanto!
