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Inversión de la corriente en la bobina del inducido

Cuando cada bobina de una dínamo pasa por una escobilla, se invierte repentinamente la corriente en dicha bobina, según indica la figura 1. El esquema (a) muestra la escobilla en contacto con una sola delga en el punto de potencia máximo intermedio entre los polos N y S. La puntas de flecha indican las dos corrientes iguales Ic que, viniendodel arrollamiento en sentidos opuestos, se unen para salir del mismo por la delga 3.






La operación de invertir la corriente en una bobina del inducido, se denomina conmutación. Cuando cada bobina de una dínamo pasa por una escobilla, se invierte repentinamente la corriente en dicha bobina, según indica la figura 1. El esquema (a) muestra la escobilla en contacto con una sola delga enel punto de potencia máximo intermedio entre los polos N y S. Las puntas de flecha indican las dos corrientes iguales Ic que, viniendo del arrollamiento en sentidos opuestos, se unen para salir del mismo por la delga 3. Las bobinas a, b, c, d, etc., son aparentemente las de un arrollamiento de anillo Gramme, pero si intenta que representen convenientemente las bobinas de cualquiera de los tiposde arrollamiento utilizados en las dínamos.

El esquema (b) representa el generador, una fracción de segundos después, con la bobina c cortocircuitada por la escobilla. La bobina c se encuentra ahora a mitad de camino de ambos polos y no corta flujo de ninguno de ellos. La corriente que circula en la bobina c se haya en este instante en el mismo estado que un volante en rotación desembragado y,según esto, comienza a extinguirse.

Un instante después, la delga 3 ha roto contacto con la escobilla como indica la figura 1 (c); la bobina c es repentinamente puesta en serie con el conjunto de bobinas que se encuentran frente al polo sur, y la corriente Ic procedente de estas bobinas tiene que circular ahora por la bobina c, esto es, la corriente en la bobina c se ha invertido. La operaciónde invertir la corriente en una bobina del inducido, se denomina conmutación.
Ahora bien, debido a la autoinducción, la bobina se opone a la inversión de la corriente, porque la corriente que circula por cada bobina crea un campo magnético local que rodea únicamente los conductores de dicha bobina.

Cuando la corriente en la bobina c se anula, su campo local desaparece y en la bobina seinduce una fem que tiende a mantener la corriente, y cuando esta alcanza su valor primitivo en sentido inverso, el flujo local producido por dicha corriente crece y corta a los conductores de la bobina, induciendo en ellos una fem que se opone al crecimiento de la citada corriente. El valor de esta fem de autoinducción es inversamente proporcional al tiempo en el que se efectúa la inversión. Así, sien el instante en que la delga 3 está justamente rompiendo el contacto con la escobilla, la corriente en c circula aún en el mismo sentido que cuando se encontraba a la derecha de la escobilla, esta corriente tiene que invertirse en un tiempo que es prácticamente nulo; en consecuencia, la fem autoinducida que se opone a la inversión es muy grande y el resultado es que la corriente continúacirculando en el mismo sentido, es decir, de la delga 3 a la escobilla, aún después de haber perdido contacto. Este paso de corriente a través del aire entre delga y escobilla tiene lugar en forma de chispa y quema el colector. El continuo chisporroteo, si bien no es grave, produce un rápido deterioro del colector.

La conmutación fue uno de los problemas más importantes con que se enfrentaron losproyectistas de máquinas de corriente continua y su solución fue esencial para el éxito de las mismas.

Teoría de la conmutación

Se ha considerado ya el caso especial en que la corriente que circula por la bobina c permanece aproximadamente constante hasta el instante en que la delga 3 rompe contacto con la escobilla y es entonces obligada a cambiar de sentido en un tiempo prácticamente nulo....