Motor Homopolar – Teoria (máquinas eléctricas 14/…)

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Motor Homopolar

Os motores e geradores homopolares são mais simples que os seus primos multipolares, mas raramente são usados na prática. Contudo, eles ilustram os princípios de funcionamento das máquinas eléctricas duma maneira muito simpática, para além de que um motor homopolar é muito simples de construir e de perceber.

O íman permanente da animação acima produz um campo magnético B, que é sobe verticalmente através do disco condutor. A pilha fornece corrente que flui através de uma escova em direcção à haste central, e depois volta à direita através do rebordo da escova. A corrente (convencional) i é sujeita a uma força na direcção i x B, que dá para fora, na nossa direcção (reveja a multiplicação de vectores). Esta força é transmitida ao disco, que roda no sentido mostrado à esquerda.
Devido ao facto de existir sempre um caminho para a corrente entre as escovas (ou, pelo menos, haverá se elas forem ideais), o torque resultante é constante. Note que (nesta versão) há apenas um caminho para a corrente, o que não acontece num motor típico multipolar, em que há vários. Por outro lado, a corrente pode ser maior se as escovas apresentarem baixa resistência.
Num desenho/projecto muito simples para construir um motor homopolar, o íman ele próprio (ou é o revestimento) toca a pilha e é utilizado como contacto com as escovas. Neste projecto, o rotor não é um disco, mas apenas um bocado de fio de cobre com dois caminhos para a corrente (para equilibrar). O bocado de fio inclui todas as três escovas. Utilizamos uma pilha de 1.5 V, sendo que um dos seus terminais é o contacto para uma escova (o ponto central do fio), e um íman cilíndrico, cuja circunferência é o ponto de contacto para as outras duas escovas.

Aviso de Segurança – porque a bateria é curto-circuitada por um bocado de fio de cobre condutor, este motor apenas deverá funcionar por pequenos períodos de tempo: Não apenas descarrega a bateria rapidamente, mas também pode aquecê-la muito, o que constitui um perigo potencial.