Introducción a motores eléctricos DC y AC

02 Diciembre 2009

La fabricación de imanes artificiales por medio del paso de corriente eléctrica a través del arrollamiento de bobinas de alambre de cobre sobre un núcleo de metal permeable al flujo magnético, es la base fundamental que ha permitido el desarrollo de los motores eléctricos.

CAMPOS MAGNÉTICOS

En la figura 1 se muestran algunos imanes artificiales de uso muy difundido. Se observa que tienen dos polos denominados norte (N) y sur (S). Actúan sobre otros materiales magnéticos ejerciendo fuerzas de atracción o repulsión, sin que haya de por medio contacto físico.

 

Figura 1 - Iman Artificial

Figura 1 - Iman Artificial


En la figura 2 podemos ver las líneas de campo magnético saliendo del polo norte y retornando por el polo sur. Se observa que dicho campo tiene la capacidad de propagarse por el aire y ejercerá su influencia sobre cualquier material permeable magnéticamente (acero, hierro, otro imán, etc.).

 

Figura 2 - Campo Magnetico

Figura 2 - Campo Magnetico

 

En la figura 3 se muestran las fuerzas de atracción (polos diferentes se atraen) y repulsión (polos iguales de rechazan) que se ejercen entre dos imanes dependiendo de la posición de sus polos. El término “air gap” significa “brecha de aire” traducido al español comercial, pero la traducción técnica es conocido como “entre-hierro”.

 

Figura 3 - Fuerzas de atraccion y repulsion

Figura 3 - Fuerzas de atraccion y repulsion

 

La figura 4 nos muestra la generación de un campo magnético concéntrico al alambre conductor por el cual fluye corriente continua. El sentido del campo magnético se determina por medio de la “regla de la mano izquierda”. Si apuntamos con el dedo pulgar en el sentido de los electrones, los dedos restantes nos indican la dirección del campo magnético.

 

Figura 4 - Generacion de un campo magnetico

Figura 4 - Generacion de un campo magnetico


En el caso de corriente AC, se muestra en la figura 5 la generación de campo magnético cuando pasa corriente eléctrica alterna a través de un conductor. Podemos ver que el campo magnético es variable y depende del valor instantáneo que tiene la corriente. La dirección del campo magnético cambia cuando lo hace el sentido de la corriente que pasa por el conductor.

 

Figura 5 - campo magnético cuando pasa corriente eléctrica alterna

Figura 5 - campo magnético cuando pasa corriente eléctrica alterna


De las figuras 4 y 5 se concluye que:


a) Un campo magnético constante (en valor y dirección) es producido por corriente DC que pasa por un conductor.

b) Un campo magnético variable (en valor y dirección) es producido por corriente AC que pasa por un conductor.


Los electro-imanes se implementan con un núcleo magnético, arrollamiento de alambre conductor y el paso de una corriente continua por dicho alambre. En la figura 6 se ha dibujado el núcleo en modo transparente para poder ver con claridad el arrollamiento. La finalidad de usar el núcleo magnético es conseguir mayor intensidad de campo magnético.

núcleo magnético, arrollamiento de alambre conductor
Figura 6 - núcleo magnético, arrollamiento de alambre conductor
En la figura 7 se muestra un método para determinar la posición de los polos norte y sur. Los dedos de la mano izquierda apuntan en el sentido del flujo de electrones y el pulgar apuntará al polo norte. Obviamente dicho campo magnético es constante en magnitud y dirección pues la corriente que pasa por el alambre es continua.

Figura 7 - método para determinar la posición de los polos
Figura 7 - método para determinar la posición de los polos

 

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 8 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo a mi email.

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