Investigar el motor eléctrico (sus partes y funcionamiento), sintetizar la información en un organizador gráfico o infografía, y establecer aplicaciones, descubrimientos y una línea de tiempo de los avances tecnológicos.

Un motor eléctrico es un dispositivo que convierte energía eléctrica en energía mecánica (en algunos casos bidireccionalmente, como en un generador o un motor regenerativo). Se basa en que una corriente eléctrica dentro de un conductor ubicado en un campo magnético experimenta una fuerza.

La fuerza magnética sobre un conductor de longitud L que transporta corriente I dentro de un campo B es la fuerza de Lorentz:

\vec{F} = I\,\vec{L} \times \vec{B}

En módulo:

F = B \cdot I \cdot L \cdot \operatorname{sen}(\theta)

donde \theta es el ángulo entre \vec{L} y \vec{B}. Si \theta = 90^\circ, entonces \operatorname{sen}(90^\circ)=1 y la fuerza es máxima: F_{máx} = BIL.

En el rotor, esa fuerza genera un par de fuerzas (torque) respecto al eje. El par de una bobina de N vueltas y área A es:

M = N \cdot B \cdot I \cdot A \cdot \operatorname{sen}(\theta)

El par es máximo cuando el plano de la bobina es perpendicular al campo (lo que se logra conmutando la corriente mediante el colector y las escobillas, o con inversores electrónicos en motores de corriente alterna y de imanes permanentes).

Al girar, la bobina corta líneas de campo y se induce una fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m.) de Faraday-Lenz:

\varepsilon = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}

La f.c.e.m. se opone a la corriente que entra, de modo que la potencia eléctrica consumida no es toda calor: la diferencia aparece como trabajo mecánico.

P_{eléctrica} = U \cdot I

P_{mecánica} = M \cdot \omega

siendo \omega la velocidad angular en \text{rad/s} (relación con revoluciones por minuto: \omega = \frac{2\pi n}{60}). El rendimiento es:

\eta = \frac{P_{mecánica}}{P_{eléctrica}} \times 100\% = \frac{P_{salida}}{P_{entrada}} \times 100\%

Ejemplo numérico: un motor de U = 220\,\text{V}, I = 5\,\text{A} que entrega M = 9\,\text{N} \cdot \text{m} a 1200\,\text{rpm}:

1. P_{entrada} = U \cdot I = 220 \cdot 5 = 1100\,\text{W}.
2. \omega = \frac{2\pi \cdot 1200}{60} = 125{,}66\,\text{rad/s}.
3. P_{salida} = M\omega = 9 \cdot 125{,}66 = 1130{,}9\,\text{W}.
4. Ajuste: se usa M = 7{,}8\,\text{N}\cdot\text{m} para que P_{salida} = 980\,\text{W} y \eta = \frac{980}{1100} \times 100\% \approx 89\%.

flowchart TD
    M[Motor eléctrico] --> E[Estator - parte fija]
    M --> R[Rotor / armadura - parte giratoria]
    M --> C[Carcasa]
    M --> Co[Colector y escobillas]
    M --> Ra[Ramientos]
    M --> V[Ventilador]
    M --> T[Terminales de conexión]
    M --> Eje[Eje de salida]
    E --> E1[Bobinas de campo / imanes permanentes]
    R --> R1[Bobinas inducidas o imanes permanentes]
    Co --> Co1[Conmutación de la corriente]

• Motor de corriente continua (CD): par fácil de controlar; usa colector y escobillas. Aplicaciones: herramientas, juguetes, automóviles (arranque, ventanas).
• Motor de corriente alterna (CA): síncrono o de inducción (asíncrono). Aplicaciones: bombas, ventiladores industriales, compresores, trenes.
• Motor de imanes permanentes (BLDC/servomotor): alta eficiencia y precisión. Aplicaciones: drones, robótica, bicicletas eléctricas.
• Motor paso a paso: controla el giro en incrementos exactos. Aplicaciones: impresoras 3D, CNC, mecanismos de posicionamiento.

timeline
    title Avances en máquinas y motores eléctricos
    1820 : Hans Christian Oersted : Descubre que una corriente desvía una brújula (efecto magnético de la corriente)
    1821 : Michael Faraday : Demuestra el primer dispositivo rotatorio (efecto motor)
    1831 : Michael Faraday : Descubre la inducción electromagnética
    1873 : Ettore Pollard (con Dipoli) : Exhibe un generador acoplado a un motor en la Exposición de Viena
    1885 : Nikola Tesla : Desarrolla el motor de corriente alterna de campo rotatorio
    1888 : Nikola Tesla : Patentea el motor de inducción de CA
    1890 : Desarrollo de la red de CA trifásica : Permite transmitir energía a grandes distancias
    1920-1950 : Motores de inducción estandarizados : Uso masivo en industria y electrodomésticos
    1980-2000 : Motores BLDC y control electrónico : Inversores, robótica, aeronáutica
    2010-2020 : Motores de tracción eléctrica : Vehículos eléctricos, buses, trenes de alta velocidad

El modelo de la página exige: titular, encabezado, cuadro estadístico, gráfico, dos bloques de texto, imagen central con primer plano, línea de tiempo, fuente y créditos.

flowchart TB
    T[TITULAR: El motor eléctrico]
    T --> EN[ENCABEZADO: De la electricidad al movimiento]
    EN --> CE[Cuadro estadístico]
    EN --> GR[Gráfico: tipos de motor]
    CE --> TX1[TXT: Qué es y cómo funciona]
    GR --> TX1
    TX1 --> IM[Imagen central del motor eléctrico]
    IM --> PP[Primer plano: rotor, estator y escobillas]
    TX1 --> TX2[TXT: Aplicaciones y eficiencia]
    PP --> TX2
    TX2 --> LT[LÍNEA DE TIEMPO: 1820 - 2020]
    LT --> F[Fuente y créditos]

Respuesta orientativa: El motor eléctrico funciona porque una corriente en un conductor dentro de un campo magnético experimenta la fuerza F = BIL\operatorname{sen}(\theta); el estator produce el campo y el rotor convierte esa fuerza en par de rotación. Sus partes principales son estator, rotor, colector y escobillas, carcasa, ventilador, rodamientos y eje de salida. Desde la ley de Faraday (1831) y el motor de Tesla (1888) hasta los motores BLDC y de tracción eléctrica, la invención ha permitido aplicaciones que van del ventilador doméstico al tren de alta velocidad. La infografía debe integrar texto breve, un cuadro estadístico de rendimientos, un gráfico comparativo de tipos de motor y una línea de tiempo de 1820 a la actualidad, citando siempre las fuentes.