Como afecta o incremento de espiras ao voltaxe nos xeradores e motores?

Aumentar o número de espiras nun xerador ou motor (isto é, o número de enrolamentos) pode ter un efecto significativo na súa saída de voltaxe. A continuación, detállanse os efectos e como funcionan:

Efecto no xerador

Principio

O xerador funciona segundo o principio da indución electromagnética, segundo a lei de Faraday de indución electromagnética, cando un condutor corta unha liña de forza magnética, xérase unha forza electromotriz (FEM) no condutor. A magnitude da forza electromotriz é proporcional á velocidade con que se cortan as liñas do campo magnético e ao número de espiras no condutor.

E=N⋅A⋅B⋅v

Entre eles:

• E é a forza electromotriz xerada (voltaxe);

• N é o número de espiras;

• A é a área efectiva da espira;

• B é a intensidade do campo magnético;

• v é a velocidade a que a espira corta a liña do campo.

Influencia

Aumento da voltaxe

Aumentar o número de espiras incrementará directamente a forza electromotriz, isto é, a saída de voltaxe do xerador aumentará. Isto debeuse a que máis espiras significan que cada vez que se corta unha liña de campo magnético, xérase máis forza electromotriz.

Se outras condicións (como a intensidade do campo magnético, a velocidade de corte, etc.) permanecen constantes, aumentar o número de espiras resultará nun aumento proporcional da voltaxe.

Potenciación do campo magnético

Aumentar o número de espiras tamén pode potenciar o campo magnético, xa que máis espiras poden xerar un campo magnético máis forte. Isto incrementará ademais a forza electromotriz.

Deseño mecánico e custo

Aumentar o número de espiras pode levar a un incremento no tamaño e peso do xerador, o que pode afectar ao seu deseño mecánico.Do lado dos custos, máis espiras significan custos de fabricación máis altos.

O efecto no motor

Principio

O motor eléctrico tamén funciona segundo o principio da indución electromagnética, pero en dirección oposta ao xerador: a enerxía eléctrica de entrada convértese en enerxía mecánica. A corrente no motor pasa polas espiras para crear un campo magnético, que interacciona con un campo magnético xerado por un imán permanente ou outro conxunto de espiras para crear un momento que fai girar o rotor do motor.

Influencia

A densidade de fluxo magnético aumenta

Aumentar o número de espiras aumenta a intensidade do campo magnético xerado pola corrente que pasa polas espiras, polo que aumenta a densidade de fluxo dentro do motor.

Un campo magnético máis forte pode producir un maior momento, incrementando así a potencia de saída do motor.

A relación entre voltaxe e corrente

Aumentar o número de espiras tamén pode levar a un incremento na FEM de contra-reacción do motor, que é a forza electromotriz creada nos enrolamentos mentres o motor gira.

Un incremento na FEM de contra-reacción reducirá os requisitos de corrente do motor, o que pode reducir o calor e a perda do motor.

Eficiencia e rendemento

Aumentar o número de espiras pode mellorar a eficiencia do motor, porque un campo magnético máis forte e un maior momento poden reducir as perdas de corrente.Ao mesmo tempo, máis espiras tamén poden aumentar a inercia do motor, o que afecta á súa velocidade de resposta.

Deseño mecánico e custo

Aumentar o número de espiras tamén levará a un incremento no tamaño e peso do motor, afectando ao seu deseño mecánico.Do lado dos custos, máis espiras significan custos de fabricación máis altos.

Resumo

Aumentar o número de espiras nun xerador ou motor afecta directamente a súa saída de voltaxe ou densidade de fluxo magnético. Para o xerador, aumentar o número de espiras incrementará directamente a súa saída de voltaxe; No caso dos motores eléctricos, aumentar o número de espiras aumenta a densidade de fluxo magnético, que pode aumentar o momento e a eficiencia. Con todo, isto tamén implica consideracións de deseño mecánico e custo. Nas aplicacións prácticas, as melloras de rendemento deben sopesarse coas cuestións de custo e tamaño.