Principios de Funcionamiento de Instrumentos Eléctricos y Componentes de Máquinas Rotativas

Principios de Funcionamiento de Instrumentos de Medición Eléctrica

Instrumento de Bobina Móvil (Galvanómetro)

La corriente (I) llega a la bobina a través de los resortes antagónicos e interactúa con la pieza polar, generando fuerzas (un par o cupla) que hacen girar la aguja. La medición se realiza cuando la fuerza del par se iguala con la fuerza de los resortes.

• Amortiguación: Para amortiguar, se utiliza un bastidor de aluminio donde se aloja la bobina, generando corrientes de Foucault (o corrientes de freno).
• Polaridad: Si se invierte la corriente en la bobina, se invierte el sentido de giro de la aguja.
• Uso: Para medir corriente alterna (I alt), esta debe ser rectificada.

Instrumento de Hierro Móvil

En el interior de una bobina se colocan dos chapas de hierro dulce, una fija y otra móvil. Al circular la corriente (I), ambas quedan magnetizadas con igual polaridad y se repelen, haciendo girar la chapa móvil en un cierto ángulo.

• Principio de Inversión: Si se invierte el sentido de la corriente, también se invierte el sentido del campo y la polaridad, por lo que las chapas siguen repelidas y no hay cambio en el sentido de giro.
• Aplicación: Sirve para corriente continua (I cont) y corriente alterna (I alt).
• Fuerza: La fuerza magnética de repulsión es proporcional al cuadrado de la corriente (I²).

Instrumento Electrodinámico (Vatímetro)

Este instrumento tiene dos bobinas: una fija externa y una móvil interna. Cuando circula corriente (I), se genera un par de giro (cupla) que mueve la aguja.

• Principio de Inversión: Al invertir la polaridad, se invierte el sentido de la corriente en ambas bobinas, y el sentido de giro no se altera.
• Uso como Vatímetro: Para medir potencia (W), la corriente (I) se pasa por la bobina fija y la tensión (V) se aplica a la móvil.
• Amortiguación: Se realiza por cámara de aire.

Instrumento de Bobinas Cruzadas

Consta de dos bobinas cruzadas y dos móviles, cada una conectada a una tensión (V) e interactuando con un campo magnético permanente.

• Obtención del Cero: Si las tensiones (V) son iguales, los campos magnéticos se anulan, y la aguja se detiene en el centro. El cero se obtiene por anulación y no por resortes mecánicos.
• Medición: Cuando las tensiones son diferentes, se generan fuerzas desiguales, provocando el movimiento.
• Aplicaciones: Indican diferencias de tensión y sirven para medir presión, temperatura, resistencia y otras magnitudes.
• Nota: No tiene Pilares.

Componentes Fundamentales de Máquinas Eléctricas Rotativas

Estátor

Crea un campo magnético constante. Puede estar compuesto por imanes o núcleos laminados. Es la parte estática del motor.

Rotor

Tiene un núcleo acanalado donde se alojan las bobinas y un eje. Transfiere la energía del bobinado a energía mecánica en el eje. Aloja al colector.

Colector

Es el nexo entre la fuente y el bobinado del rotor. Recolecta la electricidad de la fuente. Está hecho de baquelita y en su periferia se alojan las delgas, que transfieren la electricidad de las escobillas (o carbones) hacia el bobinado del rotor. Las delgas deben estar aisladas entre sí.

Escobillas

Transmiten la electricidad o corriente (I) al rotor (también llamado inducido) por frotamiento con el colector. Suelen ser de carbono (C) y están montadas sobre un porta-carbones.