Acciona máquinas y vehículos, pero ¿cómo funciona un motor eléctrico? Te explicamos cómo la electricidad se convierte en movimiento y dónde se utilizan los motores eléctricos. Muchas máquinas y vehículos, como los coches eléctricos o las bicicletas eléctricas, funcionan con un motor eléctrico.
No hay gasolina, diesel, aceite o gas que impulsen este motor, sino potencia. El motor eléctrico convierte su energía eléctrica en movimiento. Comprender en detalle cómo funciona un motor eléctrico es difícil. El concepto básico, sin embargo, es muy simple. Se basa en electricidad e imanes.
Tabla de Contenidos
¿Cómo funciona un motor eléctrico?
Para comprender cómo funciona un motor eléctrico, primero debes lidiar con los imanes, porque son lo más importante en un motor eléctrico. Los imanes atraen ciertos metales. Además, dos imanes se atraen entre sí. Sin embargo, no siempre: los imanes tienen dos lados llamados polos norte y sur. Se aplica lo siguiente: los polos opuestos se atraen, los polos iguales se repelen.
Entonces, si mueves el polo norte de un imán más cerca del polo norte del otro imán, los dos se repelerán entre sí. ¿Lo que está sucediendo? El polo norte del segundo imán se aleja un poco del otro polo norte. Lo mismo se aplica, por supuesto, a los dos polos sur. Un imán puede poner otro imán en movimiento. Ese es el principio básico del motor eléctrico.
Ahora solo tiene que entrar en juego la electricidad. Esto asegura que el segundo imán no solo se mueva brevemente, sino de forma permanente.
¿Cómo funciona un motor eléctrico?
Un motor eléctrico simple consta de dos imanes:
Uno de estos imanes tiene forma de U. Un extremo de la U es el Polo Sur, el otro extremo es el Polo Norte. El imán está firmemente anclado, por lo que no se puede mover.
El otro imán es una bobina de alambre suspendida entre los polos del primer imán; puede girar. Para que la bobina se cargue magnéticamente, ambos extremos están conectados a una batería. Así es como la corriente fluye a través de la bobina y se vuelve magnética. Este principio se llama «electromagnetismo«.
El motor eléctrico funciona según este principio:
La bobina está conectada a la batería de tal manera que su polo norte esté opuesto al polo norte del imán fijo. Los dos polos se repelen. Dado que sólo la bobina puede moverse, tiene que «ceder» y comienza a girar.
En algún momento, la bobina casi hizo un semicírculo. Es decir, su polo sur se acerca al polo norte del imán fijo. Si no sucede nada ahora, los polos se detendrán uno frente al otro, porque se atraerán entre sí.
Para que la bobina se mueva más, entra en juego el punto de fricción mencionado anteriormente: tan pronto como los dos polos de atracción estén uno frente al otro, los polos de la bobina se invierten.
Los polos norte y norte se enfrentan de nuevo y se repelen. La canilla sigue girando.
En un motor eléctrico, la dirección de la corriente se invierte automáticamente en el momento adecuado, de modo que la bobina sigue girando. El movimiento, a su vez, se puede utilizar para impulsar máquinas, como un motor de combustión interna.
¿Dónde se utilizan los motores eléctricos?
Cuando piensas en un motor eléctrico, lo primero que te viene a la mente probablemente sean los coches eléctricos o híbridos. Pero también hay muchas máquinas que funcionan con motores eléctricos. Esto abarca desde dispositivos prácticos como taladros inalámbricos o sierras eléctricas hasta máquinas industriales.
¿Qué tan sostenible es un motor eléctrico?
Un motor eléctrico funciona con electricidad, sin quemar combustible. ¿Es, por tanto, más ecológico que un motor diésel o de gasolina? Esto no se puede decir en términos generales, porque la sostenibilidad depende de muchos factores.
La sostenibilidad de un motor eléctrico depende de los siguientes factores:
¿Es eficiente el motor? Un motor eléctrico de alta eficiencia que funciona casi sin pérdida de energía puede ahorrar un 40 por ciento de electricidad en comparación con modelos menos eficientes. En la UE existe una directiva desde 2009 que estipula una eficiencia mínima para los motores eléctricos.
¿De dónde proviene la potencia del motor eléctrico? Esa es una pregunta crucial. ¿Es electricidad de energías renovables o de combustibles fósiles? Este último empeora significativamente el equilibrio ecológico de un motor eléctrico.
En particular, existen muchas comparaciones entre motores eléctricos y de combustión para automóviles eléctricos:
Con la combinación de electricidad actual, los coches eléctricos ahorran CO2 durante todo su ciclo de vida en comparación con los económicos coches de gasolina o diésel.
Una gran ventaja de los coches eléctricos es que no emiten gases nocivos y solo una pequeña cantidad de polvo fino al medio ambiente.
La desventaja: los automóviles eléctricos consumen más (energía) de fabricación; de hecho, causan más partículas que otros automóviles durante todo su ciclo de vida. Además, se requieren más materias primas, especialmente para la batería.
Motor eléctrico: el problema de la batería
La fabricación de la batería causa el 30 por ciento de la huella de carbono de un automóvil eléctrico. La extracción de muchas materias primas, como las tierras raras necesarias, contamina el medio ambiente local porque se producen sustancias tóxicas. Otra sustancia controvertida en las baterías de motores eléctricos es el cobalto metálico. El principal proveedor de materia prima de cobalto es el Congo. Allí la gente suele extraer el metal en condiciones de trabajo precarias.
Sin embargo, la noticia positiva es que se están realizando muchas investigaciones en el campo de las baterías, como lo demuestra el Premio Nobel de Química 2019. Se dirige a tres investigadores que fueron fundamentales en la invención de las baterías de iones de litio. Se están llevando a cabo investigaciones sobre baterías más eficientes, duraderas y que ahorran recursos, así como su reciclaje.
Ya están disponibles los primeros prototipos de motores eléctricos que funcionan sin tierras raras. Además, ahora se puede reciclar hasta el 90 por ciento de los metales de los motores eléctricos.
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