Principios básicos de motores de corriente continua

Motores de corriente continua

1. Principios básicos

Tipos de máquinas eléctricas/Generador: transforma cualquier energía, normalmente mecánica en eléctrica./Transformador: Modifica alguna de las características de la energía eléctrica (normalmente, tensión, intensidad de corriente o potencia)./Receptor: Convierte cualquier tipo de energía eléctrica que reciben en energía mecánica. Ej: motores.

A. Campo magnético

Un imán o corriente eléctrica perturba el espacio que le rodea dando origen a un campo magnético. El campo magnético se representa por líneas de fuerza.

• Las líneas de campo magnético permiten estimar en forma aproximada el campo magnético existente en un punto dado, tomando en cuenta las siguientes características:
  • Las líneas de fuerza de campos magnéticos son siempre lazos cerrados que van de norte a sur por fuera del imán y de sur a norte por dentro del imán.
  • Los lazos magnéticos nunca de entrecruzan.
  • Las líneas del mismo sentido se atraen y las de sentido opuesto se repelen. A las líneas de fuerza se les denomina líneas de inducción para el campo magnético.

La intensidad del campo magnético se define como una magnitud vectorial, análoga a la intensidad del campo eléctrico, que se denomina inducción magnética, cuya unidad internacional es el Tesla (T).

Una carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor, luego, una corriente eléctrica (cargas en movimiento) produce también un campo magnético a su alrededor.

Definición: se define al flujo magnético como al número de líneas de inducción magnética que atraviesa una sección de superficie. Se representa por la letra o (con raya en medio) ("do=B*dS").

B. Fuerza electromotriz inducida

La experiencia demuestra que:

• Si un conductor se mueve en un campo magnético, cortando las líneas de fuerza del campo, se crea una fuerza electromotriz inducida (fem), es decir, una tensión ("E=-do/dt") se mide en voltios y esto expresa la variación del flujo a lo largo del tiempo.
• Si se varía el flujo magnético a través de un circuito cerrado se origina una fem.
• Sabiendo que el flujo es el número total de líneas de inducción que atraviesa una determinada superficie, se puede deducir una expresión que nos diga el valor de la fem inducida en un conductor de longitud (l) que se mueve a velocidad (v) dentro de un campo de inducción magnética (B). ("E=-B*l*v").

C. Fuerza electromagnética ejercida sobre un cable conductor

Si un cable conductor recorrido por una corriente eléctrica de intensidad (I) está en presencia de un campo magnético (B), aparece una fuerza sobre el conductor cuyo valor es ("F=B*l*i*senalfa").

Para conocer el sentido de la fuerza usamos la regla de la mano derecha. Si por el cable circula una corriente (I) en el sentido que muestra el dedo pulgar en la figura y el campo magnético (B) tiene el sentido que muestra el dedo índice, se ejercerá sobre el cable que conduce la corriente (I) una fuerza (F) que tiene la dirección mostrada por el dedo medio.

D. Fuerza electromagnética ejercida sobre una espira rectangular

En las máquinas eléctricas, aparecen bobinas formadas por un determinado número de espiras. Sea B un campo de inducción magnético que actúa sobre una espira que es recorrida por una corriente eléctrica de intensidad (I). Teniendo en cuenta el capítulo anterior, es de esperar que surjan fuerzas sobre la espira, pero, ¿cómo serán? Recurriremos a la expresión anterior ("F=B*I*L*senalfa").