Característiques del generador de corrent contínua amb bobines en sèrie
Definició de la sèrie generadora
Un generador DC amb bobines en sèrie es defineix com un generador on les bobines de camp, les bobines d'armadura i el circuit de càrrega extern són connectats en sèrie, fent que la mateixa corrent passi a través de cada part.
En aquests tipus de generadors, les bobines de camp, les bobines d'armadura i el circuit de càrrega extern estan tots connectats en sèrie, tal com es mostra en la figura següent.
Per tant, la mateixa corrent passa a través de les bobines d'armadura, les bobines de camp i la càrrega.
Sigui, I = Ia = Isc = IL
Aquí, Ia = corrent d'armadura
Isc = corrent de camp en sèrie
IL = corrent de càrrega
Hi ha generalment tres característiques més importants dels generadors DC amb bobines en sèrie que mostren la relació entre diverses quantitats com la corrent de camp en sèrie o corrent d'excitació, la tensió generada, la tensió terminal i la corrent de càrrega.
Corba de característica magnètica
La corba que mostra la relació entre la tensió sense càrrega i la corrent d'excitació de camp es diu corba de característica magnètica o de circuit obert. Com que durant la falta de càrrega, els terminals de càrrega estan en circuit obert, no hi haurà cap corrent de camp en el camp, ja que l'armadura, el camp i la càrrega estan connectats en sèrie i aquests tres formen un circuit tancat. Així, aquesta corba es pot obtenir pràcticament separant la bobina de camp i excitant el generador DC amb una font externa.
En el diagrama, la corba AB mostra la característica magnètica d'un generador DC amb bobines en sèrie. La corba és lineal fins que els pols arriben a la saturació. Després d'aquest punt, la tensió terminal no augmenta significativament amb la corrent de camp addicional. Gràcies al magnetisme residual, hi ha una tensió inicial a través de l'armadura, per tant, la corba comença lleugerament sobre l'origen al punt A.
Corba de característica interna
La corba de característica interna mostra la relació entre la tensió generada a l'armadura i la corrent de càrrega. Aquesta corba pren en compte la caiguda causada per l'efecte desmagnetitzador de la reacció de l'armadura, fent que la tensió real generada (Eg) sigui menor que la tensió sense càrrega (E0). Per tant, la corba cau lleugerament de la corba de circuit obert. En el diagrama, la corba OC representa aquesta característica interna.
Corba de característica externa
La corba de característica externa mostra la variació de la tensió terminal (V) amb la corrent de càrrega (IL). La tensió terminal d'aquest tipus de generador es calcula restant la caiguda ohòmica deguda a la resistència de l'armadura (Ra) i la resistència de camp en sèrie (Rsc) de la tensió real generada (Eg).
Tensió terminal V = Eg – I(Ra + Rsc)
La corba de característica externa es troba per sota de la corba de característica interna perquè el valor de la tensió terminal és menor que la tensió generada. Aquí, en la figura, la corba OD mostra la característica externa del generador DC amb bobines en sèrie.
Des de les característiques d'un generador DC amb bobines en sèrie, podem veure que quan la càrrega augmenta (i, per tant, la corrent de càrrega), la tensió terminal augmenta inicialment. No obstant això, després d'arribar a un píxel, comença a disminuir degut a l'efecte desmagnetitzador de la reacció de l'armadura. La línia puntejada en la figura mostra aquest fenomen, indicant que la corrent roman gairebé constant malgrat els canvis en la resistència de càrrega. Quan la càrrega augmenta, també ho fa la corrent de camp, ja que el camp està connectat en sèrie amb la càrrega. De manera similar, la corrent de l'armadura augmenta perquè també està connectada en sèrie. No obstant això, degut a la saturació, la força del camp magnètic i la tensió induïda no augmenten significativament. L'augment de la corrent de l'armadura provoca una major reacció de l'armadura, provocant una caiguda de la tensió de càrrega. Si la tensió de càrrega disminueix, la corrent de càrrega també disminueix, ja que la corrent és proporcional a la tensió (Llei d'Ohm). Aquests efectes simultanis signifiquen que no hi ha cap canvi significatiu en la corrent de càrrega en la part puntejada de la corba de característica externa. Aquest comportament fa que el generador DC en sèrie sigui un generador de corrent constant.
Generador de corrent constant
Un generador DC amb bobines en sèrie és conegut com a generador de corrent constant perquè la corrent de càrrega roman gairebé constant malgrat les variacions en la resistència de càrrega.
