Principios De Un Generador

Principio de funcionamiento de un generador de C.C

En la unidad anterior se han representado los campos magnéticos mediante líneas de fuerza y se ha visto que la forma que puede tomar dicho campo era un conjunto de líneas paralelas y si estudiábamos a un conjunto recorrido por una corriente eléctrica, el sentido de las líneas la determinábamos por la “regla del tirabuzón”.

Para estudiar estos fenómenos observaremos líneas de campo en el sentido entrante y un conductor moviéndose dentro del campo magnético de acuerdo a la siguiente figura:

Dicho conductor tiene una cierta longitud “1” y si le aplicamos una cierta fuerza exterior “FM” el mismo se moverá con una cierta velocidad “v”.Como consecuencia de esto inducirá cierta F.e.m. “E” cuyo valor será:

E=(V^B) . 1 Y su módulo será |E|= V.B.1. Sen VB

Y su sentido determinado por la “regla de la mano derecha” de acuerdo con el gráfico 2.

Si aplicamos una resistencia exterior “R” va a circular una corriente:

I= E____

R+Re

Siendo Re la resistencia interna del conductor “1”.

Debido a esa circulación de corriente aparece una fuerza antagónica dada por:

Fa=(I ^ B) . 1 y de módulo |Fa|= I.B.1 sen IB

Aplicando la regla de la mano derecha de la siguiente manera:

Cuando se iguala la fuerza antagónica a la fuerza mecánica Fm=Fa el conductor se moverá con velocidad “v” uniforme.

Partes Principales de la Estructura Electromagnética de una máquina de C.C

1) Los conductores del inducido que están en la periferia del entrehierro que forman el arrollamiento del inducido.

2) El núcleo del inducido para cerrar el trayecto del flujo.

3) El arrollamiento inductor, también desarrollado en el entrehierro enfrentando al anterior arrollamiento destinado a crear el flujo inductor.

4) El núcleo inductor donde se crea el flujo de trabajo.

A excepción de algunos magnetos, en todas las máquinas, el campo inductor “B” es producido por solenoides, además para que el campo se establezca con máxima inducción el circuito magnético se divide en 2 núcleos independientes: Uno fijo y Uno móvil. Para obtener la fuerza magneto-motriz necesaria la cual es producida por el Flujo Inductor se reduce la separación en el entrehierro (espacio de aire) el mínimo indispensable.

Proceso de Conmutación en una Máquina de C.C

Consideremos una espira dentro de un campo magnético, de acuerdo a la figura 1, la cual en principio se encuentra en forma perpendicular a la dirección del campo. Si comenzamos a girar la misma en el sentido de las agujas del reloj y aplicamos la “regla de la mano derecha” observamos en la Fig. 2 que se inducirá una fuerza electromotriz en la espira cuyos sentidos se indican. Por lo expuesto en uno de los extremos obtendremos la F.e.m. mencionada a través de la respectiva escobilla la cual tendrá el signo “+” y si graficamos la misma se observa en la figura de la derecha.

En la fig.3 la espira se encuentran en forma paralela a la inducción “B” y en ese lugar la inducción será máxima ya que las espiras se encuentran inmersas dentro de la mayor cantidad de flujo magnético.

Así sucesivamente la espira sigue su curso y su F.E.M va decreciendo paulatinamente (figura 4) hasta que queda nuevamente en posición perpendicular a la inducción en la fig. 5 no habiendo F.E.M en los extremos de la bobina.

Por último observamos en la figura n°6 que nos encontramos en una posición similar a la de la figura n°2 aunque los lados de la bobina están intercambiados, pero aplicando la “regla de la mano derecha”, las F.E.M inducidas determinaran que siempre la misma escobilla recogerá corriente del mismo signo repitiéndose el ciclo en forma sucesiva.

Si en lugar de una espira, consideramos muchísimas, el ciclo se repetirá en forma indefinida obteniéndose en forma definitiva una corriente de tipo continua.

Excitación de los campos inductores

El campo de excitación es producido por electroimanes cuyo solenoide es recorrido por corriente continua.

Hay algunos tipos de máquinas de corriente continua en las cuales la excitación la constituye un imán permanente, son los llamados magnetos, pero en este tipo de máquinas el flujo resulta débil y además éste no puede regularse, sólo se obtienen F.E.M reducidas y se obtienen para ciertas aplicaciones especiales (instrumentos de medición, magnetos de encendido).

En las máquinas que pueden obtenerse la excitación con una fuente externa, se las denomina excitación independiente.

Si de la corriente continua que suministra el generador, una parte es tomada para excitar el campo los generadores se denominan autoexcitados.

Si los polos inductores no están recorridos por la corriente, no habría flujo inductor y por lo tanto f.e.m, pero en realidad esto no sucede, dado que de acuerdo a las propiedades magnéticas del hierro que constituyen los polos inductores, en él subsiste un cierto magnetismo remanente, que es suficiente para crear en el inducido una débil f.e.m, la cual provoca a su vez una corriente que se lleva a los circuitos inductores sirviendo para reforzar el campo en el inductor iex= E____

re+Re

aumentando entonces la fuerza magnetomotriz los campos inductores lo que lleva a un posterior aumento de la F.e.m inducida y por lo tanto de la corriente, siguiendo así el ciclo hasta llegar al punto de saturación del hierro, estableciéndose un equilibrio que depende de dicho punto de saturación. La pendiente de la recta R está compuesta por la resistencia del arrollamiento inductor re y del reóstato de campo Re.

Vemos que cuando llegamos al punto de saturación del hierro, la influencia del aumento de la fuerza

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