Sabes sobre el principio de funcionamiento de un motor de corriente directa y uno de corriente continua aquí te decimos.
Principio de funcionamiento de un motor de corriente directa y uno de corriente continua
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
El principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente continua se basa en la repulsión de los polos magnéticos de un imán permanente cuando interactúan con los polos magnéticos de un electroimán montado en un eje según la ley de Lorentz. Este electroimán se denomina "rotor" y su eje le permite girar libremente entre los polos norte y sur del imán permanente, que se encuentra en el interior de la carcasa o del cuerpo del motor.
Cuando la corriente eléctrica fluye a través de la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético resultante interactúa con el campo magnético del imán permanente. Cuando los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce una repulsión y un par o momento de fuerza magnética que hace que el rotor rompa la inercia y gire sobre su eje en la misma dirección del reloj, en algunos casos o en la dirección opuesta, dependiendo de cómo esté conectada la batería al circuito.
Función del colector o del interruptor en el motor de corriente continua
La siguiente figura muestra de forma esquemática y simplificada la vista frontal de un colector dividido en dos partes, que pertenece a un motor de corriente continua (CC) muy sencillo. También muestra el bobinado de la bobina electromagnética, que gira como un rotor, diferenciado por un color diferente en cada una de sus mitades. Una de las dos mitades está representada por un círculo rojo y la otra por un círculo azul marcado con "1" y "2". Como puede ver, uno de los terminales de esta bobina está conectado a la sección "a" del distribuidor y el otro terminal está conectado a la sección "b".
En el caso del motor de corriente continua, el colector o interruptor sirve para conmutar o cambiar constantemente el sentido de la corriente eléctrica a través del bobinado del rotor en cada media vuelta. De esta manera el polo norte del electroimán siempre coincidirá con el polo norte del imán permanente y el polo sur con el polo sur del propio imán. Como siempre coinciden dos polos magnéticos, que son siempre los mismos, hay una repulsión constante entre ellos, lo que permite que el rotor gire continuamente alrededor de su eje durante todo el tiempo que esté conectado a la corriente.
Como podemos ver, en la "A" de la figura la bobina del electroimán está situada entre el polo norte "N" y el polo sur "S" del campo magnético del imán permanente. El polo positivo (+) de la batería está a su vez conectado en la mitad "a" del colector por la escobilla, también marcada con el signo (+), en la dirección habitual de la corriente (del signo positivo al negativo). De esta manera, la mitad de la bobina roja (1) es excitada positivamente para formar el polo norte "N", mientras que la otra mitad, la bobina azul (2), es excitada negativamente para formar el polo sur "S".
Como resultado, cuando el polo norte se forma en el electroimán, se repele inmediatamente del polo norte del imán permanente. Al mismo tiempo, el polo sur, que se forma en el extremo opuesto, también es repelido por el polo sur del propio imán; por lo tanto, se crea una fuerza de repulsión en ambos extremos del rotor cuando están opuestos entre sí y coinciden con dos polos idénticos en el imán permanente. En estas condiciones, si aplicamos la "regla de la mano izquierda" y tomamos como referencia, por ejemplo, la parte de la bobina donde se formó el polo norte en el electroimán, veremos que cuando se rompe la inercia inicial, éste empieza a girar en sentido contrario a las agujas del reloj, como indica la flecha verde.
En el momento en que la bobina del electroimán gira y asume una posición vertical (como se muestra en la parte "B" de la figura), las escobillas dejan de tocar los dos segmentos del colector. En esta posición de neutro, la corriente suministrada por la batería deja de circular y la bobina se desexcita, haciendo que ambos extremos del electroimán pierdan brevemente sus polos magnéticos. Sin embargo, debido a la fuerza inercial o al momento angular que mantiene el electroimán, esta posición se supera inmediatamente y sus extremos se desplazan a la posición opuesta, tal y como se muestra en la parte "C" de la misma figura.
En "C" se puede ver ahora que la mitad de la bobina, que antes era azul (2) con polaridad sur cuando estaba a la derecha del eje del rotor, ahora ocupa el lado izquierdo junto con la mitad (b) del colector al que está conectada. La parte de la bobina que ha girado, cuando ahora ocupa la posición opuesta, se convierte en el polo norte (2) del electroimán, de modo que es rechazada por el polo norte del imán permanente, que está unido al cuerpo del motor, como ya se ha explicado. Luego, mientras continúa girando y haciendo otra media vuelta, el electroimán vuelve a pasar por la zona neutra (como en "B"), repitiendo el mismo ciclo. Estos cambios continuos en los polos del electroimán rotor, proporcionados por el colector, son los que le permiten girar continuamente mientras permanece energizado.
En resumen, la función del colector es permitir el cambio continuo de polaridad de la corriente en la bobina del electroimán rotor, de modo que sus polos estén en constante cambio. Este cambio se produce cada vez que el electroimán hace media vuelta y pasa por la zona neutra, cambiando sus polos para mantener la repulsión generada por el imán permanente. Esto permite que el electroimán del rotor gire constantemente mientras la batería o la fuente de fuerza electromotriz (EMF) permanezca conectada al circuito del motor y le suministre energía eléctrica.
Esta otra figura muestra esquemáticamente y de forma simplificada un motor común de corriente continua (DC) con un rotor que consiste en una simple bobina roja y azul para distinguir cada mitad. Si seguimos la trayectoria de la corriente eléctrica (I) suponiendo que fluye en sentido convencional (desde el polo positivo "+" al polo negativo "-" de la batería, como indican las flechas negras), al formarse el polo norte "N" en la mitad izquierda del lazo rojo, coincidiendo con la misma polaridad del campo magnético del imán permanente fijado al cuerpo del motor, se crea una fuerza de repulsión entre los dos mismos polos. Si aplicamos la "Regla de la Mano Izquierda", podemos determinar que esta mitad del bucle se mueve hacia abajo (flecha verde de la izquierda). Por otro lado, lo mismo ocurrirá en la mitad derecha (azul), pero en sentido contrario, por lo que si aplicamos la misma regla veremos que se moverá hacia arriba (flecha verde a la derecha).
La combinación de estas dos fuerzas o vectores (correspondientes a la fuerza de Lorentz), actuando en oposición y al unísono, hace que el electroimán del rotor, aquí formado por esta simple espiral, empiece a girar en sentido antihorario alrededor de su eje imaginario (representado por una línea de puntos en la figura). Esta rotación se indica mediante la flecha semicircular negra que se dibuja en la parte inferior del bucle.
