(Actividad a) — Investigo el motor eléctrico, sus partes y funcionamiento
Enunciado: Investigo sobre el motor eléctrico, sus partes y funcionamiento; sintetizo la información mediante un organizador gráfico o una infografía; establezco aplicaciones, descubrimientos y una línea de tiempo de los avances tecnológicos. Puedo guiarme en el modelo de la infografía presentado o generar una propia en aplicaciones web.
Partes del motor eléctrico
- Carcasa o estator: estructura fija que aloja las bobinas (devanados) y el núcleo magnético; disipa el calor a través de aletas.
- Rotor (armadura): parte giratoria con el eje de salida; puede ser bobinado (con escobillas y anillos rozantes) o de jaula de ardilla (conductor continuo en forma de jaula).
- Núcleo magnético del rotor y del estator: chapas de acero al silicio que concentran el flujo magnético y reducen las corrientes parásitas.
- Escobillas y anillos rozantes (deslizadores): permiten llevar corriente al rotor en los motores de corriente continua (CC) con rotor bobinado.
- Cojinetes o rodamientos: sostienen el eje y minimizan la fricción.
- Ventilador interno: enfriamiento del conjunto.
- Caja de bornes: puntos de conexión al circuito eléctrico.
Principio de funcionamiento
- Un conductor recorrido por corriente, dentro de un campo magnético, experimenta una fuerza magnética (fuerza de Laplace o de Lorentz): F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\theta donde B es la inducción magnética (T), I la corriente (A), L la longitud del conductor (m) y \theta el ángulo entre el conductor y el campo magnético.
- Si el ángulo entre el conductor y el campo es \theta = 90^\circ, entonces \sin 90^\circ = 1 y la fuerza es máxima: F_{max} = B \cdot I \cdot L.
- La dirección de la fuerza se determina con la regla de la mano izquierda de Fleming: índice = campo (de polo norte a polo sur), dedo medio = corriente, pulgar = fuerza (y por tanto el giro del rotor).
- El par motor (torque) es el producto de la fuerza por la distancia al eje, \tau = F \cdot r \cdot \sin\theta; al girar el rotor, el conmutador (o el campo variable) invierte la corriente en cada semiperíodo y el par sigue siendo en el mismo sentido.
- En el motor de corriente alterna de inducción, el campo giratorio del estator induce corrientes en el rotor (ley de Faraday) y este gira ligeramente más lento que el campo, con un deslizamiento s = \frac{n_s - n_r}{n_s} \times 100\%.
- En conversión energía eléctrica o energía mecánica vale la relación potencia: P = \tau \cdot \omega, con \omega la velocidad angular (rad/s).
Aplicaciones del motor eléctrico
- Industria: taladro eléctrico, grúa, molino, ventilador industrial, bomba, cinta transportadora.
- Transporte: automóvil eléctrico, tren eléctrico/metro, ascensor, dron.
- Hogar: ventilador, lavadora, licuadora, aspiradora, compresor de refrigerador.
- Renovables: aerogenerador (el motor funciona como generador), seguimiento solar.
- Medicina y robótica: bombas de infusión, brazos robóticos, prótesis.
Línea de tiempo de los avances tecnológicos (mermaid)
timeline
title Avances en el motor eléctrico
1820 : Hans Christian Ørsted : Descubre el efecto magnético de la corriente eléctrica
1821 : Michael Faraday : Construye el primer motor eléctrico (motor homopolar)
1831 : Michael Faraday : Descubre la inducción electromagnética
1834 : William Sturgeon : Perfecciona el electroimán de núcleo de hierro
1837 : Thomas Davenport : Patenta un motor de CC para mover un carrito
1871 : Zenobe Gramme : Motor generador capaz de funcionar como motor
1888 : Nikola Tesla : Motor de inducción de corriente alterna polifásica
1900 : Electrificación masiva : Motores de CC con escobillas en la industria
1960 : Motores sin escobillas : Control electrónico y eficiencia elevada
2010 : Motores de imanes permanentes : Automóviles eléctricos y eficiencia IE4/IE5
Estructura propuesta para la infografía (modelo del libro)
| Sección de la infografía | Contenido sugerido |
|---|---|
| Titular | El motor eléctrico: del principio físico a la vida cotidiana |
| Encabezado | Qué es un motor eléctrico y para qué sirve |
| Cuadro estadístico | % de consumo eléctrico mundial destinado a motores (≈ 45-50 % según IEA) |
| Gráfico | Distribución de motores según tipo (CC, CA de inducción, síncronos, sin escobillas) |
| Texto 1 | Partes y función de cada una |
| Texto 2 | Principio físico: F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\theta |
| Imagen central | Corte del motor eléctrico con rótulos |
| Primer plano | Detalle del rotor de jaula de ardilla y las escobillas |
| Línea de tiempo | Hitos de 1820 a la actualidad (ver tabla superior) |
| Fuente y créditos | Libro de Física de 3.º BGU, páginas 147-148, y consultas bibliográficas |
Respuesta orientativa: el estudiante debe entregar una infografía en formato digital (Canva, Genially, PowerPoint u otra herramienta web) que integre al menos: titular, encabezado, un cuadro estadístico o gráfico, dos textos (partes y funcionamiento), una imagen central rótulada, un primer plano y una línea de tiempo. Debe citar la fuente utilizada.









