Experimento del motor de Faraday
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El primer aparato de Faraday que se conserva, que data de 1822, demuestra su trabajo sobre la rotación magnética. Faraday utilizó este baño de mercurio para transformar la energía eléctrica en energía mecánica, creando el primer motor eléctrico.
El científico británico autodidacta Michael Faraday (1791 – 1867) fue el primero en comprender lo que implicaban estos descubrimientos. Si se podía aislar un polo magnético, éste debía moverse constantemente en círculo alrededor de un hilo conductor de corriente.
El motor cuenta con un cable rígido que cuelga en un recipiente de cristal que tiene una barra magnética fijada en el fondo. A continuación, el recipiente de cristal se llena parcialmente de mercurio (un metal que es líquido a temperatura ambiente y un excelente conductor). Faraday conectó su aparato a una batería, que envió electricidad a través del cable creando un campo magnético a su alrededor. Este campo interactuaba con el campo que rodeaba al imán y hacía que el alambre girara en el sentido de las agujas del reloj.
Este descubrimiento llevó a Faraday a contemplar la naturaleza de la electricidad. A diferencia de sus contemporáneos, no estaba convencido de que la electricidad fuera un fluido material que fluyera por los cables como el agua por una tubería. En cambio, pensó en ella como una vibración o fuerza que se transmitía de alguna manera como resultado de las tensiones creadas en el conductor.
Diseño de motores eléctricos
Las primeras encarnaciones del motor eléctrico aparecieron en la década de 1740 gracias al trabajo del monje benedictino y científico escocés Andrew Gordon. Otros científicos como Michael Faraday y Joseph Henry continuaron desarrollando los primeros motores eléctricos, experimentando con campos electromagnéticos y descubriendo cómo convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
Se hizo historia cuando Thomas Davenport, de Vermont, inventó el primer motor eléctrico oficial a pilas en 1834. Este fue el primer motor eléctrico que tenía suficiente potencia para realizar una tarea y su invento se utilizó para alimentar una imprenta a pequeña escala.
William Sturgeon inventó el primer motor de corriente continua que podía proporcionar suficiente potencia para accionar maquinaria, pero no fue hasta 1886 cuando se fabricó el primer motor de corriente continua práctico que podía funcionar a velocidad constante con peso variable. Frank Julian Sprague fue su inventor y fue este motor el que proporcionó el catalizador para la adopción más amplia de los motores eléctricos en aplicaciones industriales.
Cómo funciona un motor eléctrico
Esta lección muestra cómo construir y hacer funcionar una versión moderna del primer motor eléctrico, inventado por Michael Faraday. Sirve como una excelente demostración o actividad práctica para mostrar los principios básicos del funcionamiento de un motor eléctrico.Objetivos de aprendizaje:
Fig. 1: El primer motor eléctrico de Michael Faraday. En 1821, el científico inglés Michael Faraday diseñó y construyó el primer motor eléctrico. Su diseño pertenece a la clase de los motores homopolares (véase la lección sobre los motores minimalistas para más información) y es uno de los diseños de motor más sencillos hasta la fecha. Su versión original utilizaba una varilla de cobre que giraba en un charco de mercurio alrededor de un imán central. Aunque es bastante fácil construir el diseño original de Faraday, el mercurio es una sustancia tóxica que preferimos mantener fuera del aula. En esta lección, construiremos una versión moderna menos tóxica del motor de Faraday con materiales cotidianos. Para conocer los principios básicos de funcionamiento que describen cómo funcionan éste y otros motores, consulte nuestra lección sobre Un estudio de los motores eléctricos simples.
Eficiencia del motor eléctrico
En el siglo XIX, la revolución industrial se aceleraba, con nuevas e interesantes máquinas impulsadas por el vapor. Pero la energía del vapor tenía sus límites y no era en absoluto accesible a todo el mundo. En la década de 1820, Michael Faraday (1791 – 1867), un científico que trabajaba en la Royal Society de Londres, se dio cuenta de que se necesitaba una forma de energía más útil. Comenzó a realizar experimentos basándose en el trabajo de Alesandro Volta y Hans Christian Oersted y su trabajo con las primeras pilas, el magnetismo y el movimiento.
En 1831, Faraday hizo un descubrimiento pionero. Envolvió un tubo con alambre de cobre y lo aisló con una tela. A continuación, conectó el cable de cobre a un galvómetro, que podía medir la corriente eléctrica. Cuando pasaba un imán hacia delante y hacia atrás por el centro del tubo, la aguja del galvómetro se movía. Había creado el primer generador de electricidad de la historia.
Un generador convierte la fuerza motriz (energía mecánica) -en este caso, el movimiento del imán hacia delante y hacia atrás- en electricidad. Tanto si la fuente de energía es el agua, el vapor, el viento, el petróleo, el carbón o una reacción nuclear, casi toda la energía eléctrica actual se produce mediante generadores (o turbinas) que utilizan los principios de Faraday.
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