Como afecta o fluxo ao enrolamento do armadura

Como o fluxo magnético afecta as bobinas do armadura

O impacto do fluxo magnético nas bobinas do armadura é central nos principios de funcionamento dos motores e geradores. Nestes dispositivos, as mudanças no fluxo magnético induzem uma força electromotriz (FEM) nas bobinas do armadura, baseando-se na lei de Faraday da indução electromagnética. Abaixo está uma explicação detalhada de como o fluxo magnético afecta as bobinas do armadura:

1. Força Electromotriz (FEM) Induzida

De acordo com a lei de Faraday da indução electromagnética, quando o fluxo magnético através dun circuito fechado muda, gera-se unha FEM induzida dentro desse circuito. Para as bobinas do armadura, se o fluxo magnético varía ao longo do tempo (por exemplo, nun campo magnético rotativo), esta mudança de fluxo induce unha tensión nas bobinas do armadura. A fórmula é a seguinte:

• E é a FEM induzida;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N é o número de voltas na bobina;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ é o fluxo magnético;

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt é a mudança no tempo.

O signo negativo indica que a dirección da FEM induzida opónese á mudança de fluxo que a causou, segundo a lei de Lenz.

2. Corrente Induzida

Unha vez que se xera unha FEM induzida nas bobinas do armadura e as bobinas forman un circuito pechado cunha carga externa, fluirá corrente. Esta corrente, causada pola mudança de fluxo magnético, chámase corrente induzida. A magnitude da corrente induzida depende da FEM induzida, da resistencia da bobina e de calquera outra impedancia en serie presente.

3. Xeración de Torque

Nos motores, cando hai corrente fluindo polas bobinas do armadura, estas correntes interaccionan co campo magnético producido polo estator, resultando en torque. Isto debeuse a que un condutor portador de corrente experimenta unha forza nun campo magnético (forza de Ampère). Esta forza pode usarse para impulsar a rotación do eixo, permitindo que o motor realize traballo mecánico.

4. FEM de Retroalimentación

Nos motores DC, á medida que o armadura comeza a rotar, tamén corta liñas de campo magnético e xera unha FEM que se opón á tensión de alimentación; isto chámase FEM de retroalimentación ou FEM contraria. A presenza da FEM de retroalimentación limita o crecemento da corrente do armadura e axuda a estabilizar a velocidade do motor.

5. Saturación Magnética e Eficiencia

Cando a densidade de fluxo magnético aumenta ata certo punto, o material do núcleo pode alcanzar a saturación magnética, onde aumentos adicionais na corrente de excitación non incrementan significativamente o fluxo magnético. A saturación magnética non só afecta o rendemento do motor, senón que tamén pode levar a perdas de enerxía adicionais, reducindo a eficiencia do motor.

En resumo, as mudanzas no fluxo magnético influen directamente na FEM induzida, na corrente e, posteriormente, no torque nas bobinas do armadura, que son fundamentais para o correcto funcionamento dos motores e xeradores. O deseño e funcionamento adecuados dos motores e xeradores deben ter en conta estes factores para asegurar un rendemento eficiente e fiable.