O motor elétrico é um dispositivo que funciona com corrente alternada ou contínua convertendo a energia elétrica em energia cinética ou mecânica. Ambos trabalham pela interação entre campos elétricos e campos magnéticos.
Atualmente vivemos com constantes tecnologias e inovações, que fica difícil de imaginar a vida longe dos motores elétricos e todas as facilidades que eles trouxeram. Levou quase três séculos entre os primeiros estudos até o surgimento dos motores elétricos.
Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou uma obra descrevendo a força de atração magnética, que incentivou a construção da primeira máquina eletrostática 1663, pelo alemão Otto Guericke e aperfeiçoada em 1774 pelo suíço Martin Planta.
Em 1786 o italiano Aloiso Galvani percebeu que ao tocar com o bisturi em coxas de rãs que estavam penduradas numa grade de ferro, estas apresentavam uma contração, a qual chamou “eletricidade animal”. Outro italiano, Alessandro Volta, descobriu que entre dois metais diferentes, imersos em líquido condutor, surgia uma tensão elétrica e em 1799 ele desenvolveu uma fonte de energia que chamou de “coluna de Volta”, que podia fornecer corrente elétrica.
Em 1820, o cientista dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu um princípio físico fundamental para o funcionamento de um motor. Oersted passou uma corrente elétrica, gerada por uma pilha, por um fio condutor e depois aproximou desse fio uma bússola; a agulha é um ímã (uma barra magnética), mexeu-se e alinhou-se perpendicularmente ao fio. Significando que em volta do fio havia um campo magnético, que agiu sobre o outro campo, o da agulha.
O físico e matemático André-Marie Ampère, com base nesses e outros estudos construiu o primeiro eletroímã. Esse dispositivo foi fundamental para a invenção de vários aparelhos.
Com isso, estabeleceu-se pela primeira vez a relação entre eletricidade e magnetismo, formulando assim uma lei de eletromagnetismo chegando à conclusão de que as linhas de força criadas pelo fio eletrizado (campo magnético) são circulares, formando uma espécie de cilindro invisível em volta do condutor.
A conversão de energia elétrica em energia mecânica por meio de eletromagnetismo foi demonstrada pela primeira vez pelo cientista britânico Michael Faraday.
Esse trabalho lhe rendeu uma publicação no ano de 1821, a "rotação eletromagnética" (princípio por trás do funcionamento do motor elétrico).
Faraday encheu com mercúrio (metal condutor) duas taças especialmente desenhadas, de modo a ter um fio elétrico saindo do seu fundo. Numa delas fixou verticalmente uma barra magnetizada; na outra, deixou frouxo outro magneto.
Na primeira taça, quando um fio elétrico pendurado acima da taça tocava o mercúrio, fechando o circuito, esta se punha a girar em volta do ímã. Na outra taça, onde o fio estava frouxo, quando ligado à corrente o magneto girava em torno do fio central. Este foi o primeiro motor elétrico, o autêntico ancestral das máquinas de hoje.
Nove anos depois, Faraday notou que se colocasse um ímã dentro de uma bobina, em cujo fio passasse energia elétrica, este se moveria de forma a acompanhar as linhas de força da bobina; demonstrou assim que uma bobina eletrizada é também um ímã. Se colocarmos uma bobina entre dois ímãs fixos, sem tocar neles, ela aponta seu polo norte para o polo sul do ímã e vice-versa. Mas, como os polos da bobina são determinados pelo sentido da corrente que passa pelo fio, quando o invertemos, os polos também se invertem, o que faz com que a bobina se mova novamente.
Na época de Faraday, como a única fonte de energia elétrica disponível era a de uma pilha, de corrente contínua, a mudança de sentido dá corrente se dava através de um sistema chamado comutador, até hoje usado em brinquedos e outros pequenos motores.
Este é o princípio do funcionamento do motor elétrico. Para que o movimento aconteça, é preciso que haja uma interação entre os campos magnéticos de um estator (parte fixa do sistema) e um rotor (parte móvel). Depois de Faraday, muitos outros cientistas começaram a especular sobre o fenômeno da eletricidade.
O primeiro motor DC comutativo capaz de alimentar uma ferramenta foi inventado em 1832 pelo cientista britânico William Sturgeon. Após o trabalho do Sturgeon, o americano Thomas Davenport construiu um motor melhorado com a intenção de usá-lo para fins práticos. Seu motor elétrico girou a 600 rotações por minuto, operou máquinas-ferramentas leves e uma prensa de impressão. Devido ao alto custo dos eletrodos de zinco usados nas baterias, seu motor não teve sucesso comercial levando-a falência.
O engenheiro-eletricista e inventor belga Zénobe Théophile Gramme construiu, em 1869, um motor que também se comportava como gerador (máquina inversa) ou seja, quando ligada a uma corrente elétrica, produzia energia motora. E quando movida por uma força motora, produzia energia elétrica.
O invento foi chamado dínamo Gramme e apresentado em Viena em 1873. Alguns anos depois, foi exposta na Universidade Técnica de Graz, na Austria, onde encantou o aluno iugoslavo Nikola Tesla.
Tesla começou a pesquisar novos aperfeiçoamentos para o engenho e em 1883, apresentou o primeiro gerador de corrente alternada – aquela cujos polos se invertem.
A partir de então, a corrente passou a ser gerada de forma alternada, como as que hoje chegam às tomadas. A seguir, inventou o motor elétrico sem comutador. No entanto, a corrente alternada – que viria a ser a outra grande revolução na eletricidade – não causou o impacto esperado por Tesla na comunidade científica da Europa na época. Isso forçou o pesquisador a procurar novas oportunidades nos Estados Unidos, onde chegou em 1884. No mesmo ano, vendeu os direitos de patente das invenções a um certo George Westinghouse, dono de uma companhia elétrica que levava seu nome.
O sistema Tesla-Westinghouse, como viria a ser conhecido, foi utilizado pela primeira vez na iluminação da World·s Columbian Exposition, uma feira montada em Chicago, em 1893. Depois da invenção da corrente alternada, muitos outros aperfeiçoamentos foram introduzidos nos motores elétricos.
Devido a esta grande descoberta os motores elétricos estão muito presentes em nosso dia-a-dia são responsáveis por darem vida aos aparelhos que utilizamos diariamente tanto em nossas casas, industrias e até nos meios de transporte.
REFERÊNCIAS: