Electrotécnia

Ley de Laplace. Medida de la fuerza contra electromotriz. Circuitos de montaje. Par motor. Velocidad. Flujo inductor

  • Enviado por: Mocho
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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ESTUDIO DEL PAR Y DE LA VELOCIDAD DE UN MOTOR DE C.C. MEDIDA DE LA F.C.E.M.

Principio de funcionamiento:

Está basado en la segunda ley de Laplace:

F=BIL sen ð

Al recorrer una intensidad un conductor dentro de un campo magnético aparecerá una fuerza sobre el conductor.

Sentido: según la regla de la mano izquierda.

Indice: sentido del campo

Corazón: sentido de la corriente.

Pulgar: sentido del movimiento.

Medida de la f.c.e.m. (fuerza contra electromotriz)

Al aplicar una tensión desde el exterior por el rotor circularán unas intensidades que al estar dentro de un campo magnético harán que aparezcan unas fuerzas sobre ellas, las fuerzas vendrán dadas según la regla de la mano izquierda.

Estas fuerzas darán lugar a un par de fuerzas que provocarán un giro.

Al girar los conductores cortan al campo magnético y se induce en ellos una f.e.m. de sentido según la regla de la mano derecha.

Como esa f.e.m. inducida se opone al tensión aplicada desde el exterior se le llama fuerza contra electromotriz (f.c.e.m.).

El valor de la f.c.e.m. es:

E=Kðn

Circuito de montaje:

Proceso:

  • Mediremos con un polímetro el valor de Ra.

  • Alimentaremos el circuito de excitación con 150mA.

  • Bloquearemos el eje del motor. Entonces se cumplirá que:

  • n=0 E=Kðn

  • alimentamos el inducido con 4 A.

  • Comprobamos que cumpla que:

  • U=Ia x Ra

  • Soltamos el rotor y comprobamos que Ia desminuye debido a la aparición de la f.c.e.m. y se cumple que:

  • U=E+Iá Ra E=U-Iá Ra

    Tabla:

    n (rpm)

    U(V)

    Ia (A)

    U=RaIa

    E=U-IaRa

    0

    68

    4

    68

    0

    450

    68

    U>IáRa

    E=U-IáRa

    0.18

    68>3.06

    64.9

    Iex=150 mA

    Ra=17ð

    Estudio del par motor:

    El par electromagnético de un motor de c.c. vendrá dado por:

    T=KðIa

    K dependerá del tipo de bobinado, nº de polos, etc.

    Este será el par eléctrico, el que tendríamos en el eje será menor debido a las pérdidas.

    Circuito de montaje:

    Influencia de la intensidad de inducido.

    Si ð ðcte entonces T=f(Ia)

    U=cte=220V

    ð ðcte Iex=cte=150 mA.

    L=0.5m

    Variaremos el par de la dinamo-freno por lo que obligamos al motor a consumir más intensidad.

    Tabla:

    Ia

    n

    Q

    T

    vacío

    1275

    15

    7.5

    0.65

    1250

    120

    60

    0.9

    1225

    185

    92.5

    1.20

    1210

    275

    137.5

    1.50

    1200

    315

    157.5

    1.80

    1195

    415

    207.5

    2.10

    1190

    480

    240

    Gráfica:

    Ie=cte.

    Influencia del flujo:

    Ia= cte T=f(ðð

    Ia=cte=2 A.

    U=cte=220V.

    Tabla:

    Iex (mA)

    N(rpm)

    Q(g)

    T(g m)

    150

    1160

    460

    230

    140

    1210

    420

    210

    130

    1275

    405

    202.5

    120

    1350

    375

    187.5

    110

    1410

    350

    175

    100

    1550

    305

    152.5

    90

    1650

    280

    140

    Gráfica:

    Si fuera la gráfica en función de ð en lugar de Iex, obtendríamos una recta.

    Estudio de la velocidad

    La velocidad en un motor de c.c. es muy fácil de regular, simplemente hay que ir variando su tensión de excitación.

    U=Ra Ia +E

    U=RaIa+ Kð n

    E=Kð n

    Despejando n tenemos que:

    n=U-Ia Ra/ (Kð ) = E/( Kð)

    Si RaIa<<U, del orden del 5 al 7%, la podemos despreciar sin cometer mucho error:

    n=U/( Kð )

    Por lo que n dependerá de U y de ðð

    Montaje:

    Influencia de la tensión:

    ððcte n=f(U)

    Iex=cte=120 mA.

    T=cte=0

    Nota:

    N=E/ (Kð) _Falta el símbolo de casi igual._ U/(Kð) Por lo que pasará de ser una recta a una curva para valores elevados.

    Tabla:

    U (V)

    n(r.p.m.)

    Ia (A)

    E=U-IaRa

    40

    300

    0.18

    36.94

    80

    600

    0.2

    76.6

    120

    900

    0.22

    116.26

    160

    1200

    0.225

    156.17

    200

    1500

    0.235

    196.00

    220

    1650

    0.25

    215.75

    Gráfica:

    Influencia del flujo inductor:

    n=f(ð) n=f (Iex)

    U=220V

    T=cte=200 gr m

    Tabla:

    Iex (ma)

    n (rpm)

    Ia (A)

    150

    1350

    1.6

    140

    1375

    1.6

    130

    1425

    1.7

    120

    1475

    1.8

    110

    1550

    1.9

    90

    1800

    2.4

    80

    1950

    2.6

    Gráfica:

    Nota: primero se quita el inducido y luego se desconecta la excitación.