Motores DC (Corriente Continua) - ¿Como funciona?

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA.

El principio fisico que actua sobre los motores electricos es la "Ley de Lorentz"

Es conocido que un conductor por el que circula una corriente sufre una fuerza en presencia de un campo magnético. Puesto que la corriente está constituida por cargas eléctricas en movimiento, empezaremos por estudiar la fuerza sobre una única carga.

Fuerza de Lorentz

Al observar experimentalmente cómo es la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q se cumple que:

• Si la carga está en reposo, el campo B no ejerce ninguna fuerza sobre ella.
• La fuerza es máxima cuando la velocidad de la carga v y el campo B son perpendiculares y es nula cuando son paralelos.
• La fuerza es perpendicular al plano formado por v y B.
• La fuerza es proporcional al valor de la carga q y a la velocidad v.
• Si la carga cambia de signo, la fuerza cambia de sentido

Resumiendo todos estos hechos, se concluye que la fuerza que un campo B ejerce sobre una carga eléctrica q que se mueve con una velocidad v viene dada por la expresión:

La fuerza electrostática es tangente en cada punto a las líneas de campo eléctrico, sin embargo, para el campo magnético se cumple que:

La fuerza magnética es perpendicular a las líneas de campo B

Si la carga q se encuentra además bajo la acción de un campo eléctrico E, la fuerza resultante que actúa sobre ella es:

conocida como la fuerza de Lorentz.

El funcionamiento de un motor de c.c. se basa en la fuerza que se produce sobre un conductor eléctrico recorrido por una intensidad de corriente eléctrica en el seno de un campo magnético, según la expresión:

 F = B * L * I

En la que:

B es la inducción de campo magnético (teslas).

L es la longitud del conductor cortado por líneas de campo magnético (metros).

I es la intensidad que recorre al conductor (amperios).

F es la fuerza que se produce sobre el conductor (newton).

He aquí una demostración visual dinámica de las lineas de fuerzas que actúan en el trabajo de un motor DC

Una característica importante de como se desarrolla el giro del rotor sucede gracias a un par de anillos conmutadores los cuales cambian continuamente la polaridad del rotor asegurando que el torque siempre siga un mismo sentido. En la imagen se puede apreciar como las lineas de F ( Color verde ) cambian cada vez que las partes del anillo alternan su contacto con la fuente de poder.

(Recomiendo mucho ver este vídeo para entender el funcionamiento de cada parte del motor DC, y las diferencias entre un motor shunt o en serie. El vídeo tiene substitulos, activar de ser necesarios)