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Principios físicos |
PRINCIPIOS FÍSICOS Hasta ahora se ha trabajado con ciertos conceptos básicos y se han realizado cálculos sobre elementos eléctricos sin demasiada preocupación por el origen de ésta. Toda la electricidad que vamos a ver en adelante durante este curso se basa en dos principios fundamentales: - La generación de una fuerza magnética a partir de una corriente eléctrica. - La generación de corriente eléctrica mediante el movimiento de imanes. |
LEY DE BIOT Y SAVAR: ELECTROIMANES
Cuando circula una corriente por una bobina, se genera un campo magnético paralelo al eje de dicha bobina, igual que un imán, y el polo Norte viene determinado por la regla de la mano derecha:
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| El movimiento real de los electrones se realiza desde el polo negativo hacia el polo positivo | Como son cargas negativas, se invierte la intensidad real | Con esa intensidad invertida se aplica la "regla de la mano derecha", colocando los dedos siguiendo a la intensidad... | ...el sentido del pulgar indica el polo Norte, y por tanto, el sentido del campo magnético |
La intensidad del campo magnético es proporcional a la intensidad y al número de vueltas de la bobina.
LEY DE FARADAY-LENZ: GENERADORES
Al igual que una corriente eléctrica genera un campo magnético, la variación de un campo magnético cerca de un conductor induce sobre éste una corriente eléctrica, que trata de oponerse a la variación del magnetismo.
El sentido de la corriente inducida responde, por tanto, a la regla de la mano derecha respecto a la variación del campo magnético. La tensión e intensidad son tanto mayores cuanto mayor es la variación de campo magnético y cuantas más espiras tengamos.
Éste es el principio por el que funcionan los generadores eléctricos: haciendo girar una espira entre dos imanes se consigue una variación efectiva del campo magnético en el interior de esa espira:
Durante media vuelta sale corriente por un extremo, y durante la otra media vuelta sale por el otro extremo. Si cada extremo de la espira se conecta a un anillo, estamos obteniendo corriente alterna. A estas máquinas se les llama alternadores:
Para obtener corriente continua cada extremo de la espira se conecta a medio anillo o delga con el fin de recoger la corriente siempre por el extremo por el que salga. Estas máquinas reciben el nombre de dínamos:
Una tercera máquina llamada transformador tiene su base en los dos principios anteriormente expuestos: se aplica una corriente alterna a una bobina llamada primaria, con lo cual ésta genera un campo magnético oscilante, que varía hacia arriba y hacia abajo. Si estas variaciones afectan a otra bobina secundaria, ésta es capaz de generar una corriente alterna de valores diferentes a los iniciales.
En un transformador cuyo rendimiento fuera ideal del 100%, la relación de voltajes primario y secundario sería igual a la relación de espiras de la bobina primaria y secundaria:
MOTORES ELÉCTRICOS
Según la Ley de Biot-Savart, una espira por la que pasa corriente se transforma en un electroimán. Si tenemos esa espira en el interior de un campo magnético, los polos iguales sufrirán repulsión y los polos distintos se atraerán. Éste es el principio de los motores eléctricos.
Para mantener la espira girando, cada media vuelta hay que cambiar los polos magnéticos, cosa que se hace mediante las mismas delgas que tienen las dínamos. De hecho, un motor de corriente continua y una dínamo son idénticos, y pueden funcionar de cualquiera de las dos maneras.
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Cuando
las bobinas giratorias van a alcanzar la posición de equilibrio, cambia
la delga por la que entra la corriente, y así se invierten los polos
magnéticos.
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Se instalan varias bobinas, y varias delgas forman un colector para mejorar el rendimiento | ||||
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