Física - 2ºA - Grupo 3

O que são?

Motor é uma maquina que converte diferentes tipos de energia em energia mecânica a fim de substituir a tração animal,por exemplo tração a cavalos.

Origem

Motores a vapor

O primeiro aparelho a sugerir uma possibilidade de um motor há vapor que se tem relato foi a Eolípila por Heron, que consistia em uma pequena caldeira com água se tornando vapor e subindo por uma tubulação que levava a uma esfera com dois canos curvados por onde saia o vapor que girava a esfera.

Porem apenas em 1698 Thomas Savery criou e patentiou uma bomba d'água para remover a infiltração nas minas de carvão da Grã-Bretanha, com base nos estudos de Denis Papin e Torricelli; Com as minas rasas sendo escassas, os mineradores tinham que cada vez cavar mais fundo, onde se encontrava a infiltração e era instalado a maquina.

Uma caldeira com água fervente produzia vapor que era direcionado para um cilindro, o cilindro então era bloqueado por válvulas manuais e resfriado com agua fria, criando um vácuo parcial, quando liberado a válvula instalada no local de infiltração por conta da diferença de pressão a água subia atravez de uma tubulação, após era aberto a terçeira válvula que chegava a superficie e fechado a segunda válvula(local de infiltração), após era injetado o vapor sob pressão da caldeira no cilindro que fazia com que a água fosse expelida para a superficie atravez da terçeira tubulação.

O maior problema das maquinas a vapor de Savery era as explosões que ocorriam na terçeira tubulação
por conta da alta pressão. Problema que foi resolvido em 1712 por Thomas Newcomen, trocando a maquina a vapor de alta pressão por motores a vapor de pressão atmosferica.

Posteriormente a maquina de Newcomen continuaria sendo aprimorada por James Watt devido a sua baixa eficiência, entre as melhorias estão um condençador separado do cilindro principal que ficava diretamente em água fria evitando parte do desperdiçio de energia. Eventualmente em 1769 surgiria o primeiro carro da historia, movido a vapor por Nicolas Joseph Cugnot.

Motores a Combustão

Durante o século XIX apareceram os motores a combustão interna,construidos pelo alemão Étienne Lenoir em 1860, onde o combustível era queimado dentro do próprio motor o que impulsionou o desenvolvimento meânico. Os motores a vapor foram substituidos pelo motor a combustão interna pela sua versatilidade e maior eficiência.

Em 1861, Otto e Langen, baseando-se na máquina de Lenoir, construíram um motor que comprimia a mistura de ar e gás de iluminação, com ignição feita por uma centelha elétrica.

Em 1893, o engenheiro alemão Rudolf Diesel descreveu um novo motor, no qual a ignição da mistura ar mais combustível era feita por compressão. Este motor, que Diesel denominou “motor térmico racional”, acabou ficando conhecido como motor Diesel.

Motores de ciclo Otto: utilizam combustível de baixa volatilidade, como a gasolina e o álcool. Para ignição necessitam de centelha produzida pelo sistema elétrico.

Motores de ciclo Diesel: utilizam como combustível o óleo diesel. A inflamação do combustível injetado sob pressão na câmara de combustão ocorre pela compressão de ar e consequente elevação da temperatura.

Motores Elétricos

Levou quase três séculos entre os primeiros estudos, pesquisas e invenções até o surgimento dos motores elétricos, propriamente, em 1886. A descoberta é atribuída ao cientista alemão Werner Siemens, inventor do primeiro gerador de corrente contínua auto induzido.

Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou uma obra descrevendo a força de atração magnética. A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663, pelo alemão Otto Guericke, e aperfeiçoada em 1774 pelo suíço Martin Planta. Já o professor de Medicina italiano Aloiso Galvani notou, em 1786, que ao tocar com o bisturi em coxas de rãs que estavam penduradas numa grade de ferro, estas apresentavam uma contração, a qual chamou “eletricidade animal”.

Outro italiano, Alessandro Volta, descobriu que entre dois metais diferentes, imersos em líquido condutor, surgia uma tensão elétrica. Em 1799 ele desenvolveu uma fonte de energia que chamou de “coluna de Volta”, que podia fornecer corrente elétrica. O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, em 1820, verificou por acaso que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica. Essa observação foi o primeiro passo em direção ao desenvolvimento do motor elétrico. O físico e matemático André-Marie Ampère, com base nesses e outros estudos e constatações, construiu o primeiro eletroímã. Esse dispositivo foi fundamental para a invenção de vários aparelhos, como o telefone, o microfone, o alto-falante, o telégrafo. Depois, o inglês Michael Faraday descobriu, em 1831, a indução eletromagnética.

Em 1832 o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. No ano seguinte, o inglês W. Ritchie inventou o comutador, construindo um pequeno motor elétrico em que o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um ímã permanente. Para dar uma rotação completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta, através do comutador.

O professor alemão Moritz Hermann von Jacobi, em 1838, desenvolveu um motor elétrico e aplicou-o a uma lancha. A aplicação prática da energia elétrica em trabalho mecânico ficou assim comprovada. Entretanto, toda a energia provinha de baterias, que eram caras e de uso restrito. A preocupação, então, voltou-se à geração de energia elétrica de baixo custo.

Tipos de motores:

Motores elétricos de corrente alternada

Motor Monofásico

Motor alimentado por apenas um condutor de fase (sistema de transmissão de energia elétrica).

Motor Trifásico

Os motores elétricos trifásicos são encontrados nas indústrias, devido às suas vantagens e maior eficiência em relação a outros tipos de motores.

Motores Síncronos

São máquinas que giram em uma velocidade constante (síncrona), independente da variação de cargas.

Motores Assíncronos

Os motores assíncronos, ao contrário dos síncronos, giram em uma velocidade ligeiramente menor que a velocidade de rotação do campo girante do estator.

Motores elétricos de corrente contínua

Motor DC

Um motor DC Transforma energia elétrica em energia mecânica com base nos princípios do eletromagnetismo de 12 a 24V.

O princípio de funcionamento de um motor de corrente contínua é um condutor de corrente excitado por um campo magnético, que origina a força mecânica, “torque”.

Motor Brushless

Também conhecido como motor sem escovas, não necessita de escovas para funcionar, por isso é mais eficiente, exige menos reparo, produz menos ruído, possui mais potência e velocidade que os motores escovados.

Motor de Passo

Motor de passo é aquele cuja rotação é controlada por uma série de campos eletromagnéticos que são ativados e desativados eletronicamente. Permite um posicionamento preciso com facilidade.

É um motor que gera alto torque com um corpo compacto e é ideal para aceleração rápida.

Motor usado no robô:

Motor Dc 6v 10000 Rpm