ASÍ FUNCIONA EL MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA

Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez




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Contenido:

Introducción
Bases del funcionamiento de los motores 
   de corriente directa
El motor de corriente directa (C.D.) y la 
   Ley de la fuerza de Lorentz
Forma de determinar la polaridad de un 
   electroimán
Partes que integran un motor común de 
   corriente directa
Principio de funcionamiento del motor de 
   corriente directa
> Funcionamiento de un motor común de 
   corriente directa
Motores de C.D. “sin escobillas” y “paso a 
   paso

 


FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR COMÚN DE CORRIENTE DIRECTA

La siguiente figura muestra, de forma animada, el funcionamiento de un motor común bipolar de corriente directa. Como se puede observar, éste consta de un imán permanente en forma de semicírculo, dividido en dos partes fijas al cuerpo del motor. La parte de color rojo del imán corresponde al polo norte “N” y la azul al polo sur “S”. También encontramos un electroimán que a modo de rotor gira entre los polos magnéticos del imán permanente. En el eje del rotor se muestra un colector dividido en dos segmentos y dos escobillas haciendo contacto con los mismos. La batería se encuentra conectada de tal forma que la corriente eléctrica fluye en el sentido convencional con el polo positivo (+) conectado a la escobilla derecha y el polo negativo (–) a la escobilla izquierda. Cada escobilla hace pleno contacto con las secciones del colector, incluso mientras el rotor se encuentra girando.

Como la bobina del rotor se encuentra conectada a ambos segmentos del colector, éste se energiza con la corriente eléctrica directa que suministra la fuente de fuerza electromotriz (F.E.M.) (en este caso la batería), que le llega a través de las escobillas. De esa forma la corriente la recibe el colector a través de la escobilla izquierda identificada con el signo (+), recorre las espiras correspondientes a esa mitad de la bobina del electroimán (de color rojo) y continúa recorriendo las espiras de la mitad derecha (de color azul) para retornar, finalmente, a la batería por su polo negativo (–), completando así el circuito eléctrico del motor.

Cuando la corriente eléctrica comienza a fluir por la parte correspondiente a las espiras de color rojo, el electroimán 

Animación de un motor común de corriente directa C.D. con rotor formado por dos polos (rotor bipolar).

adquiere polaridad norte “N” en ese extremo y polaridad sur “S” en el extremo opuesto representado por las espiras de color azul. 

De acuerdo con la Ley de Lorentz y aplicando la “Regla de la mano izquierda” podremos comprobar que, en esas condiciones, el electroimán del rotor comienza a girar debido al torque magnético que se produce en sentido contrario a las manecillas del reloj. Dicho torque es resultado del rechazo que se manifiesta entre las polaridades magnéticas iguales del campo electromagnético del rotor y del campo magnético del imán permanente fijo en la carcasa del motor.

Cada vez que el electroimán del rotor da media vuelta y alcanza la posición vertical o neutra, los segmentos del colector (que giran también de forma conjunta con el rotor cambiando constantemente su posición), dejan de hacer contacto con las escobillas. En esa posición el suministro de corriente eléctrica a las espiras de la bobina cesa, por lo que el campo electromagnético desaparece por completo por unos instantes. La fuerza de inercia o impulso que mantiene el electroimán al llegar a la posición neutra permite que continúe girando y sobrepase ese punto de inmediato, por lo que los segmentos del colector pasan a ocupar la posición opuesta a la que tenían. En esta nueva posición la bobina se vuelve a energizar, pero al cambiar la polaridad de la corriente eléctrica que le suministra el colector, los polos magnéticos en cada extremo del electroimán del rotor también cambian.

El cambio constante de polaridad de la corriente en la bobina permite que los polos del electroimán sean siempre los mismos a cada lado del eje del rotor. Así pueden ser rechazados una y otra vez por los polos magnéticos del imán permanente, permitiendo que el rotor gire ininterrumpidamente durante todo el tiempo que la fuente de fuerza electromotriz (F.E.M.) se mantenga conectada al circuito eléctrico del motor.

Como se puede apreciar en la propia ilustración, de acuerdo con la forma en que se encuentra conectada la batería, el rotor gira en contra de las manecillas del reloj. Ahora bien, si queremos que gire en sentido contrario, sólo será necesario cambiar la conexión invirtiendo nosotros mismos su polaridad.


Motor común de corriente directa C.D. con rotor formado por tres polos (rotor tripolar) y colector seccionado en tres partes o segmentos. Este tipo de rotor es el más empleado en los motores de corriente directa de pequeño tamaño.

 
 

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 Última actualización: marzo de 2012