2.1 Estudio de la inducción electromagnética.

Transcripción

1 Página7 UNIDAD 2 Funcionamiento de la máquina de corriente continua como generador. 2.1 Estudio de la inducción electromagnética. La producción de energía eléctrica, bien sea por dinamos, bien por alternadores, está basada en el principio fundamental de la inducción electromagnética; por ello, puede afirmarse que los fenómenos de inducción electromagnética son el punto de partida del estudio de las máquinas eléctricas. La producción de f.e.m. en un conductor, al variar el flujo a que está sometido, se llama inducción. A continuación se explica el procedimiento de producción de f.e.m. inducida en un conductor rectilíneo. 1º Al desplazar un conductor de longitud L sobre un soporte conductor, cortando las líneas de fuerza del campo magnético perpendicularmente, se observa en la aguja del galvanómetro, una desviación en una dirección; se ha inducido una f.e.m. 2º Al desplazar un conductor en sentido contrario al caso 1º, se observa que la aguja del aparato se desplaza en sentido opuesto.

2 Página8 3º Al aumentar la velocidad de desplazamiento del conductor, la aguja sufre una desviación mayor a la observada en los casos 1º y 2º. 4º Si se sustituye el imán por otro de mayor potencia, se produce una desviación de más amplitud que en los casos anteriores. 5º Al reemplazar el conductor por otro de mayor longitud, cortando así más líneas de fuerza, aumenta también la desviación del galvanómetro.

3 Página9 6º Al sustituir el conductor por otro de diferente material, el resultado obtenido no varía con respecto a los casos anteriores. 7º Al desplazar el conductor en dirección paralela a las líneas de fuerza, la aguja del aparato no se mueve. 8º Al desplazar el conductor en dirección oblicua, con respecto a las líneas de fuerza, se produce un desplazamiento de la aguja, pero inferior al caso 1º.

4 Página10 RESUMEN De las experiencias anteriores, se llega a la siguiente conclusión; la f.e.m. inducida en un conductor es directamente proporcional a: La Inducción magnética (ß). La velocidad de desplazamiento del conductor, normal al campo (V). La longitud del conductor activo (L). 2.2 F.e.m. inducida Si durante un tiempo muy pequeño t, se desplaza el conductor L con una velocidad v en dirección normal al campo, cortara un número de líneas de campo magnético Ф, que a la vez que recorrerá el espacio infinitesimal c. El desplazamiento del conductor engendrará la superficie rectangular S. Según la ley de Faraday: El valor de la f.e.m.i. depende del número de vueltas de una bobina y la rapidez con la que el conductor corta las líneas de fuerza o el flujo magnético; puede moverse el conductor o el flujo. La ecuación con la que podemos calcular el valor del voltaje inducido es:

5 Página Colectores COLECTOR DE DELGAS El colector de delgas es el encargado de recolectar el voltaje generado y a través de las escobillas permite extraer dicha tensión; esta constituido por un número determinado de láminas de cobre llamadas delgas, las cuales quedan aisladas entre sí mediante láminas. Sobre estas delgas frotan las escobillas que hacen la función de extremos libres del bobinado, y a su vez van conmutando los distintos circuitos del bobinado. Al mismo tiempo el colector permite rectificar las tensiones alternas que se generan en los conductores del inducido de tal forma que gracias a la presencia del mismo se obtiene una tensión continua. Esta corriente continua presenta muchas variaciones, o lo que es lo mismo, un rizado excesivo e indeseable. Si incluyésemos en el inducido una segunda espira situada a 90 de la primera y conectada a otras dos delgas, obtendríamos una corriente en la salida representada en la Figura, que como se puede comprobar posee un rizado menor que en el caso de una sola espira (la corriente ya no llega a descender a cero).en este caso el colector constaría de cuatro delgas. Si incluimos en el inducido cuatro espiras con ocho delgas obtenemos una corriente de salida todavía mucho más lineal, como la representada en la Figura. En la práctica, cuando se desea obtener una tensión continua lo más rectilínea posible, se construyen maquinas con un número considerable de espiras y delgas. Los elementos que nos permiten la recolección de la energía eléctrica producida son los colectores Escobillas y colector de anillos Para aprovechar la f.e.m. inducida en la espira giratoria, es necesario conducirla a un circuito exterior estático, donde se conectaran los receptores.

6 Página12 La transmisión de energía eléctrica de un circuito móvil a otro estático se hace a través de dos anillos unidos a los extremos de la espira, a los que se aplican tangencialmente sendas piezas conductoras, llamadas escobillas Colector de un anillo Si en la figura anterior se sustituyen los dos anillos por uno solo, dividido en dos partes separadas por un aislante (mica), se conseguirá que la corriente vaya dirigida en el mismo sentido. El contacto de la escobilla con el aislante debe producirse en el instante de anularse la f.e.m. en la espira, y sucede dos veces por vuelta de espira. Puede decirse que esta parte de la futura máquina, llamada colector, es la que diferencia al alternador de la dinamo.

7 Página13 Resumen El colector cumple la función de rectificar la tensión inducida generada en el bobinado del inducido, es un rectificador mecánico. El colector permite la conexión del principio de una bobina, con el final de otra bobina del inducido. El colector permite la conexión del circuito interno con otro circuito externo gracias a las escobilla.