ELECTRICIDAD

Máquina de corriente continua.-

1.- Generalidades.-

Las máquinas de corriente continua son las más antiguas. Su origen se remonta al año 1835. A fines del siglo XIX y a principios del siglo XX fueron las máquinas eléctricas de mayor aplicación ya que la mayoría de los sistemas eléctricos eran de corriente continua. Luego, debido a la limitación que tiene la corriente continua para latransmisión a distancia fueron reemplazadas por las máquinas de corriente alterna que son más económicas. Solamente se conservó la máquina de corriente continua en usos especiales, como control de velocidad, tracción ferroviaria y electrificación de automotores. Si bien el uso de esta máquina disminuye día a día por su costo, todavía posee muchas aplicaciones.

2.- Generador de corrientecontinua.-

2.1.- Principios de funcionamiento.-

El principio básico de generación de una f.e.m. es el desplazamiento de un conductor en forma perpendicular a un campo magnético.


fig 1

e = B · l . v
siempre y cuando el campo magnético sea uniforme de inducción constante B alo largo del recorrido del conductor y la velocidad “v” sea perfectamente normal a "B" (fig. 1)
Si en lugar de un solo conductor se tienen dos conductores que constitu­yen una bobina, la cual gira sobre su eje sumergida en un campo magnético uniforme de inducción B y si el eje de giro es normal a B se tiene lo indicado en fig 2fig 2

Si se aplica la ley de Faraday y como la
proyección de la rotación de una superficie sobre un plano da una función armónica

e = - B · S · cos(t)

Esto es exactamente una f.e.m. alterna y dista mucho de lo que se pretende que es una f.e.m. continua
Un métodopara obtener continua a partir de alterna es mediante la rectificación o conmutación. Esto se lo­gra mediante un conmutador que consiste en un anillo dividido en dos casquillos aislados entre si y conectados cada uno de ellos a cada la­do de bobina. Colocando las escobillas en forma opuesta respecto al eje al ir girando el conmutador, se invertirán sucesivamente las conexiones al exterior.fig 3

Las escobillas se pueden ubicar en forma tal (fig. 3) que la inversión de conexiones se produzca justo en el momento en que la f.e.m. pasa por el valor cero. De esta forma se obtiene una onda rectificada como se indica en la misma figura. Esto no es tampoco una f.e.m. continua pe­ro al menos tiene un valor medio distinto de cero.
Esta rectificación se puede mejorar aumentando el númerode bobinas y de delgas del conmutador. Por ejemplo si colocamos dos bobinas desplazadas entre si en 90 grados con cuatro casquillos o delgas según se indica en figura 4.



fig 4

La fem. obtenida de esta forma es ya mas cercana a una continua. Se puede considerar como una gran componente de continua a la que sesuperpone una alterna de alta frecuencia y baja amplitud. La frecuencia de esa componente alterna (ruido o riple) aumenta con el número de bobinas decaladas pero su amplitud disminuye y finalmente desaparece por la inducción de las bobinas.
2.2.- Campo magnético de las máquinas de corriente continua.-
En la descripción del principio de funcionamiento se propuso un campo magnético uniforme en elespacio. En la máquina eléctrica hay que hablar de cir­cuitos magnéticos excitados con un imán permanente o con un bobinado alimentado con corriente continua. Lo más empleado es la excitación con un bobinado alimentado con corriente continua.
Las bobinas estarán alojadas en un cilindro de material ferromagnético, el cual debe girar por lo tanto debe quedar un espacio de aire entre éste y el resto del...