Fundamentos de la Fuerza Electromotriz, Motores y Dínamos de Corriente Continua

Fuerza Electromotriz e Inducción

La fuerza electromotriz (FEM) se induce cuando el flujo magnético que atraviesa una espira conductora varía. Esta variación puede ocurrir cuando una espira gira dentro de un campo magnético, generando una FEM inducida. La magnitud de la FEM es directamente proporcional a la rapidez con la que varía el flujo magnético.

Funcionamiento de un Motor Eléctrico

Al arrancar, un motor debe superar la inercia de su mecanismo y la resistencia de la carga. Para ello, genera un par de arranque superior al par resistente. El par resistente aumenta con la velocidad del motor, mientras que el par motor disminuye. Una vez que el motor gira, acelera hasta alcanzar un régimen permanente, donde la velocidad se estabiliza.

Par de Arranque y Par Resistente

• Par de arranque: Debe ser mayor al par resistente para iniciar el movimiento.
• Par resistente: Aumenta con la velocidad del motor.

Dínamos: Transformación de Energía Mecánica en Eléctrica

Una dínamo es una máquina de corriente continua que convierte energía mecánica en energía eléctrica. Su componente principal es el inducido (rotor), una bobina que gira dentro de un campo magnético generado por el inductor (estator). Al girar el inducido, se induce una corriente eléctrica que se recoge mediante un colector y escobillas. El colector asegura que la FEM recogida tenga siempre el mismo sentido.

Componentes de una Dínamo

• Inducido (Rotor): Bobina que gira en el campo magnético.
• Inductor (Estator): Parte fija que genera el campo magnético.
• Colector y Escobillas: Recogen la corriente inducida.

Motores de Corriente Continua (CC)

Cuando una dínamo suministra corriente a un circuito externo, la corriente genera un campo magnético en las espiras que se opone al campo del inductor. Esto produce un momento resistente que se opone al par motor. En régimen permanente, el par producido para el arrastre del eje es igual al par resistente. La potencia eléctrica en las espiras se calcula como P = E * I. Cuando la máquina trabaja como motor, se genera una fuerza contraelectromotriz que hace girar la máquina en sentido contrario al que tenía como generador.

Funcionamiento como Motor

• Fuerza contraelectromotriz: Se genera al funcionar como motor.
• Par motor: Se opone al momento resistente.

En resumen, un motor de CC es una máquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica, mientras que una dínamo realiza la conversión inversa.