Los motores eléctricos
son dispositivos que transforman energía eléctrica en energía mecánica. El
medio de esta transformación de energía en los motores eléctricos es el campo
magnético. Existen diferentes tipos de motores eléctricos y cada tipo tiene
distintos componentes cuya estructura determina la interacción de los flujos
eléctricos y magnéticos que originan la fuerza o par de torsión del motor.
El principio
fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción
de en una carga eléctrica puntual q en campos eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz
F = q(E + v x B)
Donde:
q-carga eléctrica puntual
E-Campo eléctrico
v-velocidad de la
partícula
B-densidad de campo
magnético
En el caso de un campo
puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:
F = qE
La fuerza en este caso
está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico E. Es la fuerza de
Coulomb que actúa a lo largo del conductor originando el flujo eléctrico, por
ejemplo en las bobinas del estátor de las máquinas de inducción o en el rotor
de los motores de corriente continua.
En el caso de un campo
puramente magnético:
F = q(v x B)
La fuerza esta
determinada por la carga, la densidad del campo magnético B y la velocidad de la carga V . Esta fuerza es
perpendicular al campo magnético y a la dirección de la velocidad de la carga.
Normalmente hay muchísimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir
la expresión en términos de densidad de carga P y se obtiene entonces
densidad de fuerza Fv (fuerza por unidad de volumen):
F = p(E + v x B)
Al producto pv se le conoce como densidad de corriente J (amperes por metro cuadrado):
J = pv
Entonces la expresión
resultante describe la fuerza producida por la interacción de corriente con
campo magnético:
Fv = J x B
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