Um fio retilíneo conectado a uma bateria pode saltar lateralmente quando posicionado entre os polos de um ímã. Não há nada puxando-o ao longo do próprio fio. O empurrão é perpendicular ao fio e ocorre apenas quando há fluxo de corrente e o fio está situado em um campo magnético. Esse empurrão lateral é o efeito motor, sendo o primeiro passo na transição da eletricidade para a rotação.
Podemos visualizar esse arranjo como três componentes físicos presentes na mesma região do espaço: um campo magnético produzido pelos ímãs, uma corrente elétrica no fio produzida pela bateria e uma força mecânica atuando sobre o fio, capaz de fazê-lo se mover caso esteja livre.
Observe as direções principais em uma configuração típica do efeito motor.
Um campo magnético é um campo físico que indica a intensidade com que ímãs atuam sobre uma carga elétrica em movimento em cada ponto do espaço. Seu símbolo padrão é , e sua unidade no SI é o tesla (T). Um valor de maior significa uma influência magnética mais forte naquela região, mantendo-se a mesma corrente e geometria.
Uma corrente elétrica é a taxa com que a carga elétrica flui através de um ponto em um circuito. Seu símbolo padrão é , e sua unidade no SI é o ampère (A). Corrente não é a mesma coisa que tensão. A tensão é o que impulsiona a carga a se mover em um circuito fechado. A corrente é a própria carga em movimento, medida pela quantidade que passa por segundo.
No experimento do efeito motor, os ímãs estabelecem um campo no espaço entre seus polos, e a bateria faz passar uma corrente pelo fio situado nesse mesmo espaço. O campo magnético não precisa variar com o tempo para que o fio sofra a ação de uma força; um campo constante e uma corrente constante são suficientes.
A corrente em um fio metálico provém de muitas partículas carregadas que se deslocam ao longo do fio. Cada carga em movimento sofre uma força magnética direcionada lateralmente em relação ao seu movimento e ao campo magnético. O fio não é uma carga única, mas as forças laterais que atuam sobre todas essas cargas em movimento se somam e empurram a estrutura cristalina do metal. É por isso que todo o segmento do fio pode se mover.
A orientação determina o efeito. Se o fio estiver paralelo às linhas de campo magnético, o empurrão lateral pode cair para quase zero. Se o fio estiver perpendicular ao campo, o empurrão lateral é máximo. Isso não ocorre porque a corrente muda, mas sim porque o campo magnético só consegue desviar uma carga em movimento quando existe uma componente lateral a ser desviada.
Uma intuição equivocada comum é a de que o ímã atrai o fio em direção ao polo mais próximo. Essa ideia parece correta porque ímãs atraem aço. No entanto, aqui a força não é uma atração em direção a um polo; ela inverte de sentido quando se inverte a corrente, mesmo que o ímã permaneça imóvel.
Compare como a orientação do fio altera a direção e a intensidade da força.