Principios de Electromagnetismo y Funcionamiento de Motores de Corriente Continua
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Fuerza y momento en un circuito eléctrico
La fuerza resultante en toda la espira es 0, pero no ocurre lo mismo con el par de fuerzas; el momento del par de fuerzas provoca el movimiento de rotación de la espira por el efecto de F1.
M = d * F
Donde d = b/2 y F = F1.
Módulo de M:
Mo = F1 * (b/2) * sen(l) + F1 * (b/2) * sen(l)
Como F1 = I * a * B * sen(l), entonces:
Mo = I * a * b * B * sen(l)
Simplificando:
Mo = I * S * B * sen(l)
Vectorialmente:
M = I * S × B (producto vectorial).
El momento tiende a hacer girar la espira; es el producto vectorial del vector S (perpendicular a la superficie de la espira), cuyo sentido es el de avance de una rosca que gira a derechas en el sentido de la corriente. El momento es un vector cuya dirección es la de avance del tornillo al girar según la rotación de la espira.
La forma de la espira no influye en el valor del momento, solo su superficie; además, se puede disponer de n espiras. Si el momento es 0, el motor se detendría; para dar movimiento continuo, se colocan tres espiras en distinta orientación.
El flujo magnético: Fundamentos de generadores eléctricos
Moviendo un imán dentro de una espira se produce tensión entre los extremos; el efecto es el mismo que si movemos el conductor dentro de un campo magnético estático. El resultado es que el conductor queda cargado con un exceso de electrones en un extremo, mientras que en el otro extremo hay un déficit.
Fuerza electromotriz inducida
Un conductor en movimiento genera fuerza electromotriz en el conductor según la diferencia de potencial entre sus extremos.
Ley de Faraday
La fuerza electromotriz inducida es directamente proporcional a la rapidez con la que varía el campo magnético y al número de espiras que contenga la bobina.
Ley de Lenz
Establece que el sentido de la fuerza electromotriz inducida se opone a la causa que la produce.
Constitución de motores de corriente continua
Inductor
Crea el campo magnético y está generalmente en la parte fija del motor (estator). Son bobinas de hilo de cobre por las que circula una corriente eléctrica.
Inducido
Son bobinas de hilo de cobre alojadas en ranuras practicadas a un cilindro de material ferromagnético, sujeto al eje de giro del motor (rotor).
Fuerza contraelectromotriz
Es debida a que el motor también se comporta como un generador eléctrico; la fuerza electromotriz generada se opone a la fuerza aplicada y se denomina fuerza contraelectromotriz.
Características de motores de corriente continua
Dependen del tipo de motor:
- Motor en derivación (también de excitación independiente): Presenta un flujo constante (U = cte, Iex = cte).