Motores elétricos (parte 3)

RKA1JV Onde eu havia parado, tínhamos um circuito, nós tínhamos esses pequenos terminais aqui e é isso que chamamos de comutador. Onde essa parte que está conectado à nossa peça rotativa é o comutador e essas são as escovas, você poderia desenhá-las como escovas que sempre ficam em contato. Como as escovas, o que era aquilo? Quais são esses carros nos parques de diversões? Carrinhos bate-bate. Nos carrinhos bate-bate, você tem um mastro atrás, eu vou desenhar isso para você se divertir. Digamos que esse é o seu carrinho de bate-bate e este é você dirigindo seu carrinho de bate-bate, eles têm um mastro, no topo do mastro, você verá essas escovas que estão tocando o teto. Você pode ver isso como o mesmo tipo de escova, e o que ela permite é uma carga elétrica constante fluir através do teto. Eu não sei que direção ela está entrando, mas ela permite uma corrente fluir através do teto. Talvez, o seu carrinho esteja aterrado para que a corrente possa fluir para o chão, de modo que o seu carrinho possa ser alimentado pelo teto e não tenha que carregar uma bateria em cada carro, porque seria um desperdício de energia e um risco de segurança. Essas escovas no seu carrinho de bate-bate não podem ser tão diferentes das escovas que estão tocando os comutadores ali e nunca é demais introduzir referências de carrinho bate-bate, eu provavelmente deveria tê-los feito antes, quando estávamos aprendendo sobre quantidade de movimento e coisas desse tipo. Voltando ao nosso primeiro vídeo, temos a corrente descendo assim, então, se você usar a regra da mão direita com um produto vetorial, você sabe que a força resultante do campo magnético vai ser descendente no lado esquerdo, ascendente no lado direito, você tem um torque resultante girando assim, girando à direita para fora da página, à esquerda para dentro da página, ou para dentro da tela de vídeo até o ponto que você tenha girado 90 graus. Esse lado aqui, deixe-me fazer isso com uma cor diferente, este lado é este lado bem em cima. Este lado está no fundo, abaixo da página, esse lado agora está acima da página, se a distância é "R", esse lado agora está a "R" unidades acima da página, idealmente, talvez seu comutador perca o contato com as escovas nesse ponto porque elas estão pulando para fora um pouco. Quando você está na vertical, você realmente perde contato com as escovas, então, você tem corrente fluindo, você economiza um pouco de energia da bateria, e você deixa um pouco do momento angular mover toda essa engenhoca rotativa mais um pouco. Até o ponto em que sua configuração fique assim. Eu sei que eu vivo mudando as cores, mas toda a engenhoca agora vai ficar assim, este é o meu positivo, negativo, positivo, negativo e a corrente flui assim. Agora, vamos supor que o comutador tenha entrado em contato novamente, então, se é este lado, é essa cor. Isso é quando estamos olhando para a parte superior, onde isso está pulando para fora da tela, onde ele está acima da tela e agora giramos 180 graus e esse lado está nesse lado. Deixe-me escolher uma cor adequada. Se esse lado fosse verde, agora, esse lado, invertemos a coisa toda 180 graus. Agora, algo interessante acontece, lembre-se que antes de termos esse comutador e tudo, se nós simplesmente o invertermos, a corrente aqui estava fluindo para baixo aqui e para cima aqui. Antes do comutador, nós tínhamos a corrente para baixo aqui e para cima aqui, então, estávamos trocando as direções, e assim, você teria tido essa coisa que nunca iria girar completamente. Elas simplesmente continuariam invertendo, mas não é útil como um motor. O que acontece aqui? Agora, esse lado, de repente, em vez de estar ligado a esse terminal, agora está conectado a esse terminal e esse lado verde, agora, está conectado a este terminal. Agora, a corrente no lado esquerdo ainda está fluindo para baixo e a corrente do lado direito ainda está fluindo para cima. Estamos de volta a esta configuração, exceto que essa engenhoca foi invertida. O lado marrom agora está na esquerda e o lado verde agora está na direita e o que isso permite é que esses torques resultantes ainda estão indo nesse mesmo sentido de rotação. Use a regra da mão direita, a corrente está fluindo para baixo aqui, portanto, seu campo magnético está vindo para a esquerda. A força resultante vai estar ali embaixo e vai estar ali em cima, assim, podemos continuar indefinidamente, e resolvemos o nosso outro problema. Agora, usando comutador, essencialmente criamos um motor elétrico. Lembre-se, eu desenhei essa coisa pequena, isso poderia ser como um eixo, talvez isso gire as rodas ou algo assim. Se você tem um campo magnético constante, só com o uso desse comutador, assim que você chegar a essa espécie de ponto vertical, ele corta a corrente. Quando você passa um pouco da vertical, um pouco depois dos 90 graus, ele muda a direção da corrente, no lado esquerdo, você sempre tem a corrente descendo, no lado direito, você sempre tem a corrente subindo. De modo que o torque resultante vai estar sempre empurrando, vai estar sempre girando essa engenhoca para baixo no lado esquerdo e para cima no lado direito. Saindo da página no lado direito, então, para baixo no lado esquerdo e você realmente poderia girar uma roda agora, você poderia criar um carro elétrico. Essa é a base de como os motores elétricos são criados. Existe uma outra maneira que você poderia ter feito isso. Uma metodologia que você poderia ter usado e que poderia ter feito o campo magnético ir até chegar a esse ponto, então, você desliga o campo magnético, certo? Talvez você espere essa situação percorrer todo o caminho até 180 graus e depois ligue o campo magnético novamente, essa é uma possibilidade, mas talvez isso não seja tão eficiente, porque por metade do ciclo, você não está alimentando ou talvez você mude a direção do campo magnético. Uma outra opção, talvez você use outra engenhoca para mudar a direção do campo magnético. Mas esse provavelmente é o jeito mais simples de se fazer isso, e eu acho que isso lhe dá uma ideia geral de como um motor elétrico pode ser criado. Poderíamos brincar com a mecânica de inovações sobre ele, mas todos os motores elétricos são essencialmente alguma variação do que você aprendeu nesse vídeo. Não é legal aprender uma coisa útil? Vejo você no próximo vídeo! Até lá!