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miércoles, 15 de enero de 2014
ESTUDIO DEL ALTERNADOR
EL ALTERNADOR
Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna
mediante inducción electromagnética.
Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador es un generador de corriente alterna que funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por segundo.
La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.
Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una variación del
flujo magnético que atraviesa a una espira se produce en ella una F.E.M. (E) inducida cuyo valor es igual
a la velocidad de variación del flujo, por tanto tendremos que,
El signo menos delante de E expresa que, según la Ley de Lenz,
la corriente inducida se opone a la variación del flujo que la genera.
Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a E, la fuerza electromotriz total (ETOT) es igual a:
siendo n el número total de espiras del inducido.
La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales de la máquina se obtiene multiplicando la velocidad de rotación (número de vueltas por segundo) del inductor por el número de pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).
Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador es un generador de corriente alterna que funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por segundo.
Índice
Características constructivas
Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor (no confundir con inductor o bobina, pues en la figura las bobinas actúan como inducido), que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético. 1
Figura 1.- Disposición de
elementos en un alternador simple de excitación permanente con dos pares de
polos
Inductor
El rotor, que en estas máquinas coincide con el inductor, es el elemento giratorio del alternador, que recibe la fuerza mecánica de rotación. y además da su energía al inductorInducido
El inducido o estator es donde se encuentran una serie de pares de polos distribuidos de modo alterno y, en este caso, formados por un bobinado en torno a un núcleo de material ferromagnético de característica blanda, normalmente hierro dulce.La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.
Aplicación
La principal aplicación del alternador es la de generar energía eléctrica de corriente alterna para entregar a la red eléctrica, aunque también, desde la invención de los rectificadores de silicio, son la principal fuente de energía eléctrica en todo tipo de vehículos como automóviles, aviones, barcos y trenes, desplazando a la dinamo por ser más eficiente y económico.Fundamento físico
Diagrama de un alternador simple con un núcleo magnético
rotante (rotor) y alambre estacionario (estátor) mostrando además la corriente
inducida en el estátor al hacer rotar el campo magnético del rotor.
El flujo magnético (Φ) a través de cada
espira de las bobinas que constituyen el inducido tiene por valor el producto
de la intensidad de campo (B), por la
superficie de la espira (s) y por el coseno del ángulo formado por el
plano que contiene a esta y la dirección del campo magnético (cos φ),
por lo que el flujo en cada instante será:Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a E, la fuerza electromotriz total (ETOT) es igual a:
La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales de la máquina se obtiene multiplicando la velocidad de rotación (número de vueltas por segundo) del inductor por el número de pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).
ESTUDIO DEL MOTOR DE ARRANQUE
MOTOR DE ARRANQUE
Un motor de arranque o motor de partida es un motor eléctrico alimentado con corriente continua con imanes de tamaño reducido y que se emplea para facilitar el encendido de los motores de combustión interna, para vencer la resistencia inicial de los componentes cinemáticos del motor al arrancar. Pueden ser para motores de dos o cuatro tiempos.
En el caso de los automóviles, el motor de arranque se desacopla mediante una palanca activada por un solenoide (un electroimán) que está sujeto al cuerpo del motor de arranque. En otros casos (motocicletas y aviación ligera) el relé va montado separado y sólo alimenta la corriente; el acople/desacople del piñón bendix se realiza por inercia y rueda libre, con un estriado en espiral. Cuando arranca el motor térmico la diferencia de velocidades expulsa al piñón hacia atrás.
En los motores grandes (vehículos industriales, etc) el piñón se desplaza junto con el inducido o rotor, por medios electromagnéticos. En un inicio engrana mediante una alimentación en paralelo de las bobinas inductoras. Cuando se acopla la fuerza se incrementa porque se alimenta con una bobina inductora en serie. El proceso termina cuando se corta la alimentación al relé, que también está integrado con el motor de arranque.
Un motor de arranque o motor de partida es un motor eléctrico alimentado con corriente continua con imanes de tamaño reducido y que se emplea para facilitar el encendido de los motores de combustión interna, para vencer la resistencia inicial de los componentes cinemáticos del motor al arrancar. Pueden ser para motores de dos o cuatro tiempos.
Índice
Funcionamiento
El sistema de arranque está constituido por el motor de arranque, el interruptor, la batería y el cableado. El motor de arranque es activado con la electricidad de la batería cuando se gira la llave de puesta en marcha, cerrando el circuito y haciendo que el motor gire. El motor de arranque conecta con el cigüeñal del motor de combustión por un piñón conocido como piñón bendix de pocos dientes con una corona dentada reductora que lleva incorporada el volante de inercia del motor térmico. Cuando el volante gira más rápidamente que el piñón, el bendix se desacopla del motor de arranque mediante rueda libre que lo desengrana, evitando daños por exceso de revoluciones.En el caso de los automóviles, el motor de arranque se desacopla mediante una palanca activada por un solenoide (un electroimán) que está sujeto al cuerpo del motor de arranque. En otros casos (motocicletas y aviación ligera) el relé va montado separado y sólo alimenta la corriente; el acople/desacople del piñón bendix se realiza por inercia y rueda libre, con un estriado en espiral. Cuando arranca el motor térmico la diferencia de velocidades expulsa al piñón hacia atrás.
En los motores grandes (vehículos industriales, etc) el piñón se desplaza junto con el inducido o rotor, por medios electromagnéticos. En un inicio engrana mediante una alimentación en paralelo de las bobinas inductoras. Cuando se acopla la fuerza se incrementa porque se alimenta con una bobina inductora en serie. El proceso termina cuando se corta la alimentación al relé, que también está integrado con el motor de arranque.
