Fundamentos de Máquinas Eléctricas: Clasificación y Funcionamiento

Máquinas Eléctricas

Son el conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar energía eléctrica. Se dividen en tres tipos principales:

• Generadores: Transforman otros tipos de energía en energía eléctrica.
• Transformadores: Modifican ciertas características de la energía eléctrica para facilitar su transporte o consumo, sin transformarla en otro tipo de energía.
• Motores: Transforman la energía eléctrica en energía mecánica.

Clasificación según su movimiento

Las máquinas eléctricas se clasifican en:

• Estáticas: No tienen partes móviles (ej. transformadores).
• Rotativas: Poseen partes giratorias (ej. dinamos, alternadores y motores). Están formadas por un estator (parte fija) y un rotor (parte móvil), que generalmente gira dentro del estator.

Funcionamiento y componentes

Para que el rotor pueda moverse, existe un espacio entre ambas partes denominado entrehierro, el cual debe ser lo más pequeño posible para evitar pérdidas.

Estas máquinas están formadas por un conjunto magnético y dos circuitos eléctricos situados en el rotor y en el estator:

• Devanado inductor o de excitación: Cuando la corriente eléctrica circula por él, produce la fuerza necesaria para crear el flujo magnético.
• Devanado inducido: En este se induce una fuerza que produce un par motor o un par resistente.

Todos los circuitos magnéticos poseen polos norte (donde salen las líneas de fuerza) y polos sur (por donde entran). El número total de polos de una máquina debe ser par, dividiéndose equitativamente entre norte y sur.

Clasificación de Máquinas Eléctricas Rotativas

Según el tipo de corriente eléctrica, se dividen en:

• Máquinas de corriente continua.
• Máquinas de corriente alterna, que a su vez se subdividen en:
  • Máquinas excitadas por corriente continua (síncronas).
  • Máquinas excitadas por corriente alterna (asíncronas).

Régimen Laminar y Turbulento

• Laminar: Ocurre cuando la velocidad del fluido no sobrepasa un cierto límite; su movimiento se realiza por capas superpuestas casi paralelas a las paredes, sin mezclarse.
• Turbulento: Cuando la velocidad alcanza un valor determinado (velocidad crítica), las capas de fluido se mezclan y se forman remolinos entre las líneas de corriente.

Para determinar el régimen de un fluido a lo largo de una tubería se utiliza el número de Reynolds (Nr), el cual es una magnitud adimensional.

Principio de Pascal

La presión ejercida en un punto de un fluido se transmite íntegramente y por igual en todas las direcciones.