Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

7.1 Espira giratoria sencilla entre caras polares curvas 305
Puesto que la densidad del flujo B es constante en todo punto del entrehierro situado por debajo
de las caras polares, el flujo total debajo de cada polo es igual al área del polo multiplicada por la
densidad de su flujo:
A P B
Por lo tanto, la forma final de la ecuación de voltaje es
e ind
2
0
m
bajo las caras polares
más allá de los extremos de los polos (7-6)
Entonces, el voltaje generado en la máquina es igual al producto del fl ujo dentro de ella y su
velocidad de rotación, multiplicado por una constante que representa la construcción mecánica de la
máquina. En general, el voltaje en cualquier máquina real depende de tres factores:
1. El flujo en la máquina.
2. La velocidad de rotación.
3. Una constante que representa la construcción de la
máquina.
Determinación del voltaje de cd de una
espira giratoria
La figura 7-3 muestra una gráfica del voltaje e tot que genera
por la espira giratoria. Como puede apreciarse, el
voltaje que sale de la espira es alternativamente un valor
positivo constante y un valor negativo constante. ¿Cómo
se puede lograr que esta máquina produzca voltaje de cd
en lugar de voltaje ca como el que produce ahora?
En la figura 7-5a) se muestra una manera de lograrlo.
En ella se añaden dos segmentos conductores semicirculares
a un extremo de la espira y se establecen dos
contactos fijos en un ángulo tal que en el instante en que
el voltaje en la espira es cero, los contactos hacen que los
dos segmentos entren en cortocircuito. De esta manera,
cada vez que el voltaje de la espira cambia de dirección,
los contactos también cambian de conexión y la salida del
contacto siempre se acumula de la misma manera (figura
7-5b). Este proceso de cambio de conexión se conoce
como conmutación. Los segmentos giratorios semicirculares
se llaman segmentos de conmutación y los contactos
fijos se llaman escobillas.
b
i C L
i
N
Conmutador
d
e ba
i r
e ind +
i a
–
+
M
M
S
Escobillas
o e sal –
a)
e sal
ø
t
e dc
c
e m
o
El par inducido en la espira giratoria
Supóngase que se conecta una batería a la máquina de la
figura 7-5. En la figura 7-6 se puede observar la configuración
resultante. ¿Cuánto par se producirá en la espira
cuando se cierre el interruptor y se deje fluir corriente en
ella? Para determinar el par, examínese el detalle de la
espira que se muestra en la figura 7-6b).
El método que debe emplearse para determinar el par
en la espira es examinar cada uno de los segmentos de ella
–ø
b)
FIGURA 7-5 Producción de una salida de cd de una máquina con
un conmutador y escobilla. a) Vista en perspectiva; b) voltaje de salida
resultante.