INGENIERIA ELECTRICA - Motores eléctricos

FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ Si se observa trabajar un motor de corriente continua, se verá el fenómeno curioso de que, al arrancar partiendo del reposo, se acelera rápidamente hasta alcanzar su velocidad normal y luego continúa funcionando a una velocidad aproximadamente constante. ¿Por qué se produce ese fenómeno? Si aplicamos instrumentos de medición en la línea de alimentación del motor observaremos lo siguiente: 1) Cuando el motor comienza a funcionar partiendo del estado de reposo, absorbe de la línea una corriente eléctrica muy intensa. 2) Cuando alcanza su velocidad máxima sin ninguna carga aplicada, la intensidad de la corriente que toma de la línea desciende hasta un valor relativamente pequeño comparado con la intensidad inicial. 3) Cuando se aplica gradualmente una carga mecánica al motor, su velocidad se reduce un poco de acuerdo con la carga (esto puede ser notado por el ruido que produce), y la intensidad de la corriente que toma de la línea de alimentación va aumentando a medida que aumenta la carga aplicada. 4) Si se sigue aumentando la carga, llega un límite en el cual el motor se detiene, y la corriente aumentará cada vez más hasta llegar, cuando el motor se detiene, al valor que tenía al arrancar partiendo del estado de reposo; esta corriente es tan intensa que destruye el motor en muy pocos instantes por el calor que desarrolla. ¿Cuál es la causa de las distintas intensidades de corriente que toma el motor de la línea en las distintas condiciones de carga? Veamos la respuesta. En los parágrafos anteriores, cuando estudiamos la inducción electromagnética y, nuevamente, cuando consideramos los generadores, aprendimos que el movimiento de un conductor en un campo magnético, produce una f.e.m. inducida en el mismo, proporcional a la cantidad de líneas de fuerza del campo, que corta al conductor en la unidad de tiempo. Luego, cuando estudiamos las características fundamentales de un motor eléctrico, comparado con un generador, aprendimos que si hacemos circular una corriente por un conductor colocado dentro de un campo magnético, la interacción entre los campos magnéticos —el existente y el originado por la corriente— tiende a expulsar al conductor del campo, siendo esta tendencia o fuerza la que hace girar las partes rotativas de los motores. Nuevamente, en estos dos hechos aparentemente opuestos tenemos la respuesta a la pregunta planteada más arriba. En un motor, se presentan, a un mismo tiempo, los dos efectos: de generador y de motor, es decir, para hacer girar el motor aplicamos una fuerza electromotriz entre sus terminales, haciendo que circule una corriente a través de sus arrollamientos para producir el campo magnético que lo hace girar; la rotación del motor hace que se induzca una fuerza electromotriz que actúa en sentido contrario a la fuerza electromotriz aplicada al mismo; luego, cuando el motor aumenta su velocidad, la fuerza electromotriz de oposición, producida por la rotación, que los ingenieros denominan fuerza contraelectromotriz, aumenta proporcionalmente a la velocidad, hasta que su valor se aproxima al de la f.e.m. aplicada. En ese momento el motor alcanza, automáticamente, su velocidad normal de funcionamiento. Cuando aplicamos la fuerza electromotriz entre los terminales estando el motor detenido, la fuerza contraelectromotriz es aún cero y, por lo tanto, no ofrece oposición a la circulación de la corriente que viene de la línea de alimentación; esto explica por qué la corriente es tan elevada en estos momentos. Cuando la velocidad del motor va aumentando, la fuerza contraelectromotriz crece proporcionalmente a la misma, y va ofreciendo cada vez más oposición a la circulación de la corriente que proviene de la línea de alimentación, hasta que la fuerza contraelectromotriz llega a un valor menor que la f.e.m. aplicada, en la cantidad necesaria para permitir circular la intensidad de corriente dentro del motor para mantenerlo en rotación sin aumento posterior de la velocidad. Si a continuación aplicamos más carga al motor, éste comenzará a disminuir lentamente la velocidad reduciendo en la misma proporción la fuerza contra-electromotriz, lo que aumenta la intensidad de la corriente que circula dentro del motor, hasta alcanzar la intensidad suficiente para mantener el motor en rotación sin disminuir más la velocidad (suponiendo, lógicamente, que el motor no ha sido cargado más allá de su capacidad).