En un motor eléctrico, un momento de torsión magnético provoca que una
espira, por la cual fluye corriente, gire
en un campo magnético constante. Como ya se ha mencionado en
publicaciones anteriores que una bobina gira en un campo magnético induce una
fem que se opone a la causa que lo origina. Por lo tanto, cualquier motor es al mismo
tiempo un generador. De acuerdo a lo citado en la ley de Lenz, tenemos
que la fem inducida en un motor; se le
llama fuerza contraelectromotiz (E b).
Un motor tiene una armadura giratoria dentro de un campo magnético, y la
fuerza inducida es la contraelectromotriz, porque su polaridad es opuesta a la
del voltaje en la línea y tiende a reducir la corriente en las bobinas de la
armadura.
Si V es el voltaje en línea, el
voltaje neto que impulsa al motor es menor que V, ya que el voltaje en línea y
la fuerza contraelectromotriz tienen polaridad opuesta.
El voltaje
neto es entonces: V neto = V-E b.
Voltaje neto= voltaje aplicado – voltaje inducido.
Para un motor con resistencia interna de armadura R, la corriente que toma mientras está
trabajando es:
I= V neto /R = V- E b. / R.
E b= v – IR (Fuerza contraelectromotriz en un motro).
Cuando la armadura está girando, se registra una
corriente baja. La fuerza contraelectromotriz reduce el voltaje efectivo, si se
detiene el funcionamiento del motor haciendo que la armadura permanezca
estacionaria, la fuerza contraelectromotriz disminuye hasta cero.
Figura: demostración de la existencia de una fuerza contraelectromotriz en
un motor de cd. Parar el motor reduce la fuerza contraelectromotriz a cero y
esto aumenta la corriente del circuito.
Por ejemplo:
En un motor se presenta a un mismo tiempo los dos
efectos: generador y de motor, es decir para hacer girar el motor aplicamos una
fuerza electromotriz entre sus terminales la rotación del motor hace que se
induzca una fuerza electromotriz que actúa
en sentido contrario a la fuerza electromotriz de oposición, producida por la rotación
denominada fuerza contraelectromotriz , aumenta proporcionalmente la velocidad
hasta que su valor se aproxima al de la fem aplicada. En ese momento el motor
alcanza automáticamente su velocidad normal de funcionamiento.
Si aplicamos mas carga al motor esta comenzará a
disminuir lentamente la velocidad reduciendo en la misma proporción la fuerza
contraelectromitriz, lo que aumenta la intensidad de la corriente que circula
dentro del motor hasta alcanzar la intensidad suficiente para mantener el motor
en rotación sin disminuir más la velocidad.
Tomado de:
·
Libro de tippens.
Física: conceptos y aplicaciones séptima edición.
Capitulo 31, pagina 611- 612.
Buena Explicación Gaby, pero a mi parecer le faltaría el verdadero concepto de La Fuerza Contraelectromotriz.
ResponderEliminarYo le agregaría lo siguiente:
La fuerza contraelectromotriz es otro nombre que se le asigna al voltaje, por lo general escribe el voltaje inducido en la bobina de armadura del motor en la medida que el rotor gira los conductores de armadura cortan atraves del campo magnético principal.
La fuerza contraelectromotriz es un voltaje real a un cuando no se puede medir por separado es inducida de tal forma que se opone el voltaje aplicado en la armadura es como si se tuviera una pequeña fuente de voltaje conectada en serie y en oposición en el voltaje aplicado, la corriente de armadura depende del valor del voltaje neto, este valor del voltaje neto es la diferencia entre el voltaje aplicado y la fuerza contraelectromotriz.
Buen comentario wendy, es muy cierto que me falto dar un concepto más explicito sobre que es la fuerza contraelectrometriz en un motor y gracias por la información está muy bien explicada además de que das a conocer, cada elemento que forma parte de la fuerza contraelectromotriz.
EliminarMuy buena información Gaby, ya que va explicando claramente la función de la fuerza contraelectromotriz en un motor además la figura que añadiste es sobre la explicación de la existencia de la fuerza contraelectromotriz en un motor cd., realmente me parece algo interesante porque se puede saber cuando la fuerza disminuye a cero o cuando aumenta.
ResponderEliminarFuerza contraelectromotriz (f.c.e.m.) de un receptor es la relación que existe entre la energía eléctrica que transforma en otro tipo que no sea calorífico y la carga eléctrica que pasa a través de él.
ResponderEliminarPara ampliar la información de los motores de corriente continua:
Los cuales son máquinas que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción del campo magnético.
Cuando un motor de corriente continua (CC o CD) es alimentado, el voltaje de alimentación (Vm) se divide en:
- La caída de tensión (voltaje) que hay por la resistencia de los arrollados del motor CC (debido a la resistencia interna Ra).
- Una tensión denominada fuerza Contraelectromotriz (FCEM), característica que define a un motor.
Aplicando la ley de tensiones de Kirchoff:
Vm = Vb + (Ia x Ra)
ó
Vb = Vm - (Ia x Ra)
Donde:
- Vm = tensión de entrada al motor (voltios)
- Ra = resistencia del devanado de excitación (ohmios)
- Ia = corriente de excitación (amperios / amperes)
- Vb = FCEM debido al giro del motor (voltios)
Observar de la última ecuación, que cuando sube el valor de la corriente (Ia), disminuye el Valor de Vb.
La FCEM es proporcional a la velocidad del motor y a la intensidad del campo magnético. Si el motor cc tiene rotor con imán permanente esta constante es:
K = Vb / Nd.
Donde:
- K = constante de FCEM del motor y se expresa en Voltios / rpm.
- Nd = Velocidad de giro del motor en rpm
Función de la fuerza contraelectromotriz:
Debido a FEM aumenta la aparente resistencia del circuito, proporcionando una tensión opuesta, un motor eléctrico que ya está girando consume menos energía que uno que está empezando o cambiar de dirección. Con el fin de maximizar este efecto, las bobinas de los motores deben utilizar cobre, plata, o cualquier material que tenga una baja resistividad eléctrica, y las partes estacionarias cercanos del motor deben estar relativamente libre de hierro, la mayoría de los tipos de acero, o cualquier material que tenga una histéresis magnética alta.
Un receptor muy importante que se suele conectar en un circuito eléctrico es un motor, que es un dispositivo que transforma energía eléctrica en energía mecánica.
ResponderEliminarLa energía eléctrica transformada en energía mecánica por cada unidad de carga que circula por él se denomina fuerza contraelectromotriz (fcem, ε') y se mide en voltios. La fuerza contraelectromotriz es la característica que define a un motor.
Emecanica= ε'.q= ε'.I.t
Y la potencia del motor vendrá dada por :
P= ε'.I
Los motores se construyen con hilos conductores que presentan una resistencia al paso de la corriente, la resistencia interna del motor, r' . Por este motivo, cuando conectamos un motor y circula una corriente por él, se calienta.
La potencia consumida en el motor será la transformada en potencia mecánica más la disipada en esta resistencia interna:
Pconsumidamotor= ε'.I+I^2. r'
Si divides la expresión anterior por I , te queda: V= ε'+I. r' , ya que la potencia consumida por el motor es, Pconsumidamotor=V.I
Al trabajar con motores interesa conocer su rendimiento cuando están instalados en un circuito. Se define el rendimiento del motor como:
n=Pmecanica/Pconsumidamotor=(ε^'.I)/(∆V.I)=ε'/∆V
Los motores eléctricos han transformado nuestra civilización, actualmente existen de todos los tamaños y se aplican en todas las ramas de la actividad humana.