*Principios Electromecnicos Las Mquinas Elctricas

*Conceptos de energa electromecnica.La conversin de energa electromecnica es el paso que se da entre energa elctrica y mecnica o viceversa, que ocurre a travs del campo elctrico o magntico creado por un dispositivo de conversin

*Mquinas RotativasPrincipios Generales:La mquina elctrica, es un dispositivo de conversin de energa electromecnica; Si la conversin de energa es de elctrica a mecnica se llama motor y si la conversin es de mecnica a elctrica se denomina generador.

*MQUINAS ELCTRICASEn los motores elctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magntica ejercida por el campo magntico y la corriente elctrica. Se transforma la energa elctrica en energa mecnica.

*Las mquinas elctricas convencionales tienen varios elementos comunes que permiten realizar modelos analticos generalizados.En general tenemos diferentes tipos de mquinas elctricas rotativas que cumplen diferentes funciones, pero con los mismos principios de construccin y funcionamiento.

Maquina rotativa elemental

*Se basan en la ley de Faraday que indica que "en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magntico se generar una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento".

Principio de Funcionamiento:si se introduce una espira, con los extremos conectados a una determinada resistencia, en el interior de un campo magntico y se le aplica una determinada tensin exterior, se producir la circulacin de una corriente por dicha espira y sta comenzar a girar La ley de Faraday que indica que:"en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magntico de un imn se generar una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento".

Inductor o circuito de excitacinInducido es el que induce una fcem que da lugar a un par motorGeneradorMotorDINAMO

*Regla de los tres dedos

*Ley de Faraday yLey de LenzLa Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magntico que lo atraviesa.Ley de Faraday dice que una tensin se desarrollar a travs de un conductor cuando ste est en un campo magntico cambiante.La Ley de Lenz dice que la polaridad de la tensin inducida creada, es tal, que la corriente elctrica resultante produce un campo magntico que se opone al campo magntico que lo cre.

Si en lugar de un conductor rectilneo se introduce una espira con los extremos conectados a una determinada resistencia y se le hace girar en el interior del campo, de forma que vare el flujo magntico abrazado por la misma, se detectar la aparicin de una corriente elctrica que circula por la resistencia y que cesar en el momento en que se detenga el movimiento. El sentido de la corriente viene determinado por la ley de Lenz.

MQUINAS ELCTRICASLa tensin inducida e en un conductor que se desplaza a una velocidad u dentro de un campo magntico BPrincipio de funcionamiento de un generador

*Induccin sobre una espiraVea la siguiente frmula:

Donde:E = la tensin inducidaB = campo magntico = flujo magntico ( = BA)A = seccin transversal de N = nmero de vueltas

*Si el inductor tiene N vueltas la frmula sera:

Donde:E = la tensin inducidaB = campo magntico = flujo magntico ( = BA)A = seccin transversal de N = nmero de vueltas

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS

CLASIFICACION DE LAS MAQUINAS ELECTRICAS ROTATIVAS

PRINCIPIOS BSICOSGENERADORLA ACCION SE DESARROLLA POR EL MOVIMIENTO DE UNA BOBINA EN UN CAMPO MAGNETICO, RESULTANDO UNA F.E.M INDUCIDA, QUE AL APLICARLA A UN CIRCUITO EXTERNO PRODUCE UNA CORRIENTE QUE INTERACCIONA CON EL CAMPO Y DESARROLLA UNA FUERZA MECANICA QUE SE OPONE AL MOVIMIENTOEL GENERADOR NECESIDA UNA ENERGIA MECANICA DE ENTRADA PARA PRODUCIR LA ENERGIA ELECTRICA CORRESPONDIENTE.

ESPIRA SE MUEVE EN CAMPO MAGNTICO FLUJO VARIABLE TIEMPO TENSIN INDUCIDA i SI HAY CARGA CONECTADA A LA ESPIRACAMPO MAGNTICO FUERZA SOBRE ESPIRA OPUESTA A LA FUERZA MOTRIZ TRABAJO MECNICO

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PRINCIPIOS BSICOS

MOTORLA ACCION SE DESARROLLA INTRODUCIENDO UNA CORRIENTE EN LA MAQUINA POR MEDIO DE UNA FUENTE EXTERNA, QUE INTERACCIONA CON EL CAMPO PRODUCIENDO UN MOVIMIENTO DE LA MAQUINA, APARECE ENTONCES UNA F.E.M. INDUCIDA QUE SE OPONE A LA CORRIENTE Y QUE POR ELLO SE DENOMINA FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ.EL MOTOR NECESITA UNA ENERGIA ELECTRICA DE ENTRADA PARA PRODUCIR LA ENERGIA MECANICA CORRESPONDIENTE.

FUENTE DE ENERGA ELCTRICA CONECTADA A ESPIRA EN CAMPO i POR LA ESPIRA FUERZA MAGNTICA QUE MUEVE LA ESPIRA SE MUEVE LA CARGA MECNICATENSIN INDUCIDA OPUESTA A LA TENSIN DE LA FUENTE*

ELEMENTOS BASICOS DE LAS MAQUINAS ELECTRICASESTATOR - PARTE FIJAROTOR - PARTE MVILCILNDRICOSMISMO EJEMATERIAL FERROMAGNTICOENTREHIERRO ESPACIO ENTRE AMBOS*

ELEMENTOS BASICOS DE LAS MAQUINAS ELECTRICASDEVANADOS:INDUCTOR ORIGINA CAMPO MAGNTICO BSICOINDUCIDO TENSIN INDUCIDAANILLOS ROZANTES, ESCOBILLASCOLECTOR DE DELGAS RECTIFICACIN MECNICA*

NGULO MAGNTICO VS. NGULO GEOMTRICO

CICLO MAGNTICO (2 rad MAGNTICOS) N S N2 POLOS 1 CICLO MAGNTICO EN 1 VUELTA GEOMTRICA4 POLOS NSNSN 2 CICLOS MAGNTICOS EN 1 CICLOGEOMTRICOPARA p PARES DE POLOS: = p

NGULO MAGNTICO NGULO ELCTRICO (F.E.M. DEPENDE DE LA VARIACIN ENTRE LAS POSICIONES MAGNTICAS) NGULO GEOMTRICO*

TIPOS DE MQUINAS ELCTRICAS

CORRIENTE CONTINUA INDUCTOR ESTATOR (C.C.) INDUCIDO ROTOR (C.C, RECTIFICACIN MECNICA)CORRIENTE ALTERNA SNCRONA: INDUCTOR ROTOR (C.C.) INDUCIDO ESTATOR (C.A.) e = pm f FRECUENCIA DE SINCRONISMOe = pm ASNCRONA / INDUCCIN: INDUCTOR ESTATOR (C.A.) INDUCIDO ROTOR (C.A.)ROTOR DEVANADOJAULA DE ARDILLA*

PRDIDAS Y RENDIMIENTO PRDIDAS EN EL COBRE (ELCTRICAS) JOULE PRDIDAS EN EL HIERRO (MAGNTICAS) HISTRESIS, FOUCAULT PRDIDAS POR FRICCIN (MECNICAS)

TAMBIN: PRDIDAS VARIABLES ELCTRICAS PRDIDAS FIJAS MAGNTICAS Y MECNICAS*

PRDIDAS Y RENDIMIENTO

PARA UN GENERADOR

PARA UN MOTOR SE LLEGA A LAS MISMAS CONCLUSIONES*

OPERACION BASICA DE LAS MAQUINAS ROTATIVASEn los dispositivos electromecnicos, el campo magntico proporciona una forma de acoplamiento entre los sistemas elctrico y mecnico. Se pueden identificar dos aspectos en este acoplamiento, cada uno de los cuales juega un papel en el funcionamiento de las maquinas elctricas:Fuerzas magnticas de atraccin y de repulsin producen par mecnico.En virtud de la Ley de Faraday, el campo magntico puede inducir voltajes en los arrollamientos (bobinas) de la maquina.*

OPERACION BASICA DE LAS MAQUINAS ROTATIVASEl campo magntico del acoplamiento desempea dos funciones:Cuando una corriente i fluye por los conductores que se encuentran inmersos en un campo magntico, se produce una fuerza sobre cada uno de los conductores de acuerdo a:f = iw IxBiw = corriente en el conductorI = vector en la direccin del conductorB = vector del campo magnticox = denota el producto cruzado de dos vectores

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OPERACION BASICA DE LAS MAQUINAS ROTATIVASSi estos conductores estn fijos en una superficie cilndrica, se genera un par, y si la estructura puede girar libremente, entones girara a una velocidad angular wm.Sin embargo cuando los conductores giran, se mueven a travs de un campo magntico y cortan las lneas de flujo, se induce entonces en ellos una fuerza electromotriz de polaridad opuesta a la de la fuente de tensin de excitacin, por lo cual se le conoce tambin como fuerza contra electromotriz (fcem).Por otra parte, si los elementos rotativos de la maquina se impulsan por una maquina motriz (motor primario), entonces en las bobinas que estn girando en el campo magntico (armadura), se induce una fuerza electromotriz (fem)Si se conecta una carga en los terminales del circuito de armadura, circula una corriente i por la carga y por las bobinas creando a su vez un par de reaccin en la armadura de direccin opuesta al par proporcionado por la maquina motriz.

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OPERACION BASICA DE LAS MAQUINAS ROTATIVASEn resumen, para que tenga lugar una conversin de energa, se necesitan dos elementos:

Un campo magntico B de acoplamiento, el cual normalmente se produce en las bobinas de campoUn devanado de armadura que soporta la fem, e, y la corriente de carga, i.*

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