Efecto Motor

Causas del efecto motor

La base del efecto motor es el hecho de que una corriente eléctrica que circula por un hilo produce un campo magnético.

Recuerda que un hilo conductor de corriente tiene un campo magnético cilíndrico a su alrededor (como se explica en el artículo "Campos eléctricos de las corrientes eléctricas"). Si colocas el hilo conductor de corriente dentro de un campo magnético externo, el campo magnético cilíndrico que acompaña a la corriente interactuará con el campo magnético externo. Es esta interacción la que produce una fuerza sobre el hilo: ¡es como si la fuerza entre dos barras magnéticas se debiera a que sus campos magnéticos interaccionan entre sí!

Efecto motor: Dirección de la fuerza

Puedes utilizar la regla de la mano izquierda de Fleming para averiguar la dirección de la fuerza en el efecto motor si conoces la dirección de la corriente y el campo magnético externo implicado. La regla de la mano izquierda de Fleming establece que, si mantienes la mano izquierda como en la imagen siguiente, el pulgar indica la dirección de la fuerza, el índice indica la dirección del campo magnético externo y el dedo corazón indica la dirección de la corriente. Vemos que la dirección de la fuerza$F$es siempre perpendicular al plano en el que se encuentran el campo magnético$B$y la corriente$I$la corriente.

Fórmula del efecto motor

No sólo queremos saber la dirección de la fuerza sobre el alambre, sino también la magnitud de esta fuerza. Si el hilo es perpendicular a las líneas del campo magnético, la fórmula del efecto motor relaciona la corriente que atraviesa el hilo, la longitud del hilo que está en el campo magnético y la intensidad del campo magnético con la fuerza que experimenta el hilo.

$\mathrm{force}\mathrm{on}\mathrm{the}\mathrm{wire}=\mathrm{magnetic}\mathrm{field}\mathrm{strength}\times \mathrm{current}\mathrm{through}\mathrm{wire}\times \mathrm{length}\mathrm{of}\mathrm{wire}\mathrm{in}\mathrm{magnetic}\mathrm{field}$.

Escrita mediante símbolos, obtenemos la ecuación

$F=BI\mathcal{l}$,

donde

• $F$es la fuerza sobre el alambre en$\mathrm{N}$(newtons),
• $B$es la intensidad del campo magnético en$\mathrm{T}$(teslas),
• $I$es la corriente que atraviesa el cable en$\mathrm{A}$(amperios),
• $\mathcal{l}$es la longitud del cable en$\mathrm{m}$(metros) que se encuentra en el campo magnético exterior.

Es una fórmula lógica, porque cuanto más fuerte sea el campo magnético, o mayor sea la corriente eléctrica, o más parte del hilo esté en el campo magnético, mayor será la fuerza sobre el hilo.

Diagrama del efecto motor

A continuación se muestra un diagrama del efecto motor, en el que el polo norte del imán de herradura es rojo y el polo sur verde. El diagrama muestra la dirección de la fuerza como resultado de la dirección del campo magnético y de la corriente.

Diagrama del efecto motor para una corriente a través del cable, una intensidad de campo magnético en el cable y una fuerza en el cable, Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0.

Experimentos sobre el efecto motor

Existen innumerables aplicaciones del efecto motor en los dispositivos electromecánicos cotidianos. A continuación encontrarás algunos ejemplos de experimentos sencillos que demuestran el efecto motor.