Motor eléctrico

ISHTAR-ORION-MERCURIO-GENERADOR ELECTRICO

FUNCIONA EN FORMA SIMILAR AL GENERADOR ELECTRICO, PERO EN ESTE CASO ES EL CAMPO MAGNETICO EL QUE ESTA FIJO. PERO EL PRINCIPIO DE ROTACION ES EL MISMO.

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Campo magnético que rota como suma de vectores magnéticos a partir de 3 bobinas de la fase.

Rotor, estátor y ventilador de un motor eléctrico.

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estátor y un rotor.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa adecuadamente o con frenos regenerativos.

Son utilizados en infinidad de sectores; instalaciones industriales, comerciales, particulares; como ventiladores, teléfonos, bombas, máquinas herramientas, aparatos electrodomésticos, herramientas eléctricas y unidades de disco. Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), tal como baterías de automóviles y por fuentes de corriente alterna (AC) bien sea directamente de la red eléctrica bifasica o trifasica. Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera.

Índice

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Historia[editar]

Werner von Siemens patentó en 1866 la dinamo. Con ello no sólo contribuyó al inicio de los motores eléctricos, sino también introdujo el concepto de Ingeniería Eléctrica, creando planes de formación profesional para los técnicos de su empresa. La construcción de las primeras máquinas eléctricas fue lograda en parte, en base a experiencia práctica. A mediados de la década de 1880, gracias a la teoría desarrollada por James Clerk Maxwell y al éxito de Werner von Siemens, la ingeniería eléctrica se introdujo como disciplina en las universidades.

La fascinación por la electricidad aumentó con la invención de la dinamo. Karl Marx predijo que la electricidad causaría una revolución de mayores alcances que la que se vivía en la época con las máquinas de vapor. Antonio Pacinotti inventó el inducido en forma de anillo en una máquina que transformaba movimiento mecánico en corriente eléctrica continua con una pulsación, y dijo que su máquina podría funcionar de forma inversa, esta es la idea del motor eléctrico de corriente continua.

Los primeros motores eléctricos técnicamente utilizables fueron creados por el ingeniero Moritz von Jacobi, quien los presentó por primera vez al mundo en 1834.

Principio de funcionamiento[editar]

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:^[1]

mathbf{F} = q(mathbf{E} + mathbf{v} imes mathbf{B})

donde:

q-carga eléctrica puntual

mathbf{E}

-Campo eléctrico

mathbf{v}

-velocidad de la partícula

mathbf{B}

-densidad de campo magnético

En el caso de un campo puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:

mathbf{F} = q mathbf{E}

La fuerza en este caso está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico $mathbf{E}$ . 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:

mathbf{F} = q(mathbf{v} imes mathbf{B})

La fuerza esta determinada por la carga, la densidad del campo magnético $mathbf{B}$ y la velocidad de la carga $mathbf{v}$ . 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 $ho$ y se obtiene entonces densidad de fuerza $mathbf{Fv}$ (fuerza por unidad de volumen):

mathbf{F} = ho(mathbf{E} + mathbf{v} imes mathbf{B})

Al producto $homathbf{v}$ se le conoce como densidad de corriente $mathbf{J}$ (amperes por metro cuadrado):

mathbf{J} = ho mathbf{v} ,!

Entonces la expresión resultante describe la fuerza producida por la interacción de corriente con campo magnético:

mathbf{Fv} = mathbf{J} imes mathbf{B}

Este es un principio básico que explica cómo se origina las fuerzas en sistemas electromecánicos como los motores eléctricos. Sin embargo, la completa descripción para cada tipo de motor eléctrico depende de sus componentes y su construcción.

Ventajas[editar]

A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.
Se pueden construir de cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita.
Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.
Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando a medida que se incrementa la potencia de la máquina).
Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro sí emiten contaminantes.
No necesita de refrigeración ni ventilación forzada, están autoventilados.
No necesita de transmisión/marchas.

Motores de corriente continua[editar]

Artículo principal: Motor de corriente continua

Diversos motores eléctricos.

Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en:

Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica:

Motores de corriente alterna[editar]

Existen 4 tipos, siendo el primero y el último los más utilizados:

Motor universal, puede trabajar tanto en CA como en CC.
Motor asíncrono
Motor síncrono

Usos[editar]

Oceanvolt, motor eléctrico marino

Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas. Su reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño tamaño, por ejemplo taladros o batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierte en el motor ideal para la tracción de transportes pesados como trenes; así como la propulsión de barcos, submarinos y dúmperes de minería, a través del sistema Diésel-eléctrico.

Cambio de sentido de giro[editar]

Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores eléctricos de corriente alterna se siguen unos simples pasos tales como:

Para motores monofásicos únicamente es necesario invertir las terminales del devanado de arranque, esto se puede realizar manualmente o con relés conmutadores
Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir dos de las conexiones de alimentación correspondientes a dos fases de acuerdo a la secuencia de trifases.
Para motores de a.c. es necesario invertir los contactos del par de arranque.

Regulación de velocidad[editar]

Síncronos trifásicos existen dos formas de poder variar la velocidad, una es variando la frecuencia mediante un equipo electrónico especial y la otra es variando la polaridad gracias al diseño del motor. Esto último es posible en los motores de devanado separado, o los motores de conexión Dahlander pero solo es posible tener un cambio de polaridad limitado ejem: 2 polos y 4.

Véase también[editar]

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctrico

¿PORQUE NICOLAS TESLA INVENTO LA CORRIENTE ALTERNA (SENOIDAL)?- NEXO VESICA PISCIS

Seno (trigonometría)

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Para otros usos de este término, véase seno.

Representación gráfica.

En trigonometría, el seno (abreviado sin, abreviatura derivada del latín sĭnus) de un ángulo en un triángulo rectángulo se define como la razón entre el cateto opuesto y la hipotenusa:

$sin alpha=frac{a}{c}$

O también como la ordenada correspondiente a un punto que pertenece a una circunferencia unitaria centrada en el origen (c=1):

$sin alpha=a ,$

En matemáticas el seno es la función continua y periódica obtenida al hacer variar la razón mencionada, siendo una de las funciones trascendentes.

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Etimología[editar]

El astrónomo y matemático hindú Aria Bhatta (476–550 d. C.) estudió el concepto de «seno» con el nombre de ardhá-jya,^[1] siendo ardhá: ‘mitad, medio’, y jya: ‘cuerda’). Cuando los escritores árabes tradujeron estas obras científicas al árabe, se referían a este término sánscrito como jiba . Sin embargo, en el árabe escrito se omiten las vocales, por lo que el término quedó abreviado jb. Escritores posteriores que no sabían el origen extranjero de la palabra creyeron que jb era la abreviatura de jiab (que quiere decir ‘bahía’).

A finales del siglo XII, el traductor italiano Gherardo de Cremona (1114-1187) tradujo estos escritos del árabe al latín reemplazó el insensato jiab por su contraparte latina sinus (‘hueco, cavidad, bahía’). Luego, ese sinus se convirtió en el español «seno».^[2]

Según otra explicación,^{[cita requerida]} la cuerda de un círculo, se denomina en latín inscripta corda o simplemente inscripta. La mitad de dicha cuerda se llama semis inscríptae. Su abreviatura era s. ins., que terminó simplificada como sins. Para asemejarla a una palabra conocida del latín se la denominó sinus.

Relaciones trigonométricas[editar]

El seno puede relacionarse con otras funciones trigonométricas mediante el uso de identidades trigonométricas.

Relación entre el seno y el coseno[editar]

La curva del coseno es la curva del seno desplazada un cuadrante a la izquierda, por lo que puede deducirse el coseno con la siguiente expresión:

sin x=cosleft(x- frac{pi}{2} ight)

Seno de la suma de dos ángulos[editar]

Esta identidad trigonometrica se define a partir del coseno de la diferencia de dos ángulos

forall heta,phi in mathbb{R}

Se sabe que las funciones trigonométricas de un ángulo son iguales a las cofunciones del ángulo complementario, es decir

sin left ( phi+ heta ight) = cos left [ frac{pi}{2}-(phi + heta) ight]

El lado derecho de esta ecuación se distribuye de manera distinta:

sin left ( phi+ heta ight) = cos left [ left ( frac{pi}{2}-phi ight ) - heta ight ]

Se aplica la identidad trigonométrica del coseno de la diferencia de dos ángulos, entonces

sin left ( phi+ heta ight ) = cos left ( frac{pi}{2}-phi ight )cos heta+ sin left ( frac{pi}{2}-phi ight ) sin heta

Volviendo a aplicar la propiedad de la funciones trigonométricas del ángulo complementario, queda

sin left ( phi+ heta ight) = sinphicos heta+cosphisin heta

Seno de la diferencia de dos ángulos[editar]

sinleft(phi+(- heta ight))=sinphicos(- heta)+cosphisin(- heta)

obtenemos la resta. Como el coseno es par, el signo no importa y como el seno es impar, el signo sale.

sinleft(phi- heta ight)=sinphicos heta-cosphisin heta

Forma resumida[editar]

sinleft(phipm heta ight)=sinphicos hetapmcosphisin heta

Seno de un ángulo doble[editar]

Tenemos que:

sinleft(phi+ heta ight)=sinphicos heta+cosphisin heta

Hagamos $phi= heta,$ entonces:

sinleft(2phi ight)=2sinphicosphi

Seno en análisis matemático[editar]

Derivada del seno[editar]

Según la definición de derivada:

f'(x)=lim_{h ightarrow0} frac{f(x + h) - f(x)}{h}

por lo que:

sin'x=lim_{h ightarrow0}frac{sin(x + h)-sin x}{h}

Usando la fórmula del seno de la suma de dos ángulos, desarrollamos así:

sin'x=lim_{h ightarrow0}frac{sin xcdotcos h+cos xcdotsin h-sin x}{h}

Factorizando:

sin'x=lim_{h ightarrow0}frac{sin xcdot(cos h-1)+cos xcdotsin h}{h}

Distribuyendo el límite en una suma de funciones, se tiene

sin'x=lim_{h ightarrow0}frac{sin xcdot(cos h - 1)}{h}+lim_{h ightarrow0}frac{cos xcdotsin h}{h} =

= sin x cdot lim_{h ightarrow0}frac{(cos h-1)}{h} + cos xcdot lim_{h ightarrow0}frac{sin h}{h}

Por un lado:

lim_{h ightarrow0}frac{cos h-1}{h}=0

Esto es así ya que

cos heta-cosphi=-2sinBigg(frac{ heta+phi}{2}Bigg)sinBigg(frac{ heta-phi}{2}Bigg)

y reemplazando con $heta = h , phi = 0$ tenemos que:

cos h - 1 = -2sinBigg(frac{h}{2}Bigg)sinBigg(frac{h}{2}Bigg) -2sin^2Bigg(frac{h}{2}Bigg)

de modo que:

lim_{h ightarrow0}frac{cos h-1}{h} = lim_{h ightarrow0}-2sin^2Bigg(frac{h}{2}Bigg) = -2sin^2Bigg(frac{0}{2}Bigg) = 0

Otra manera de ver lo mismo es utilizar la fórmula del coseno del doble de un ángulo, para el ángulo h/2, y el hecho de que cos² + sin² = 1; así:

cos h - 1 = [ cos² (h/2) - sin² (h/2) ] - [ cos² (h/2) + sin² (h/2) ] = -2·sin²(h/2)

Por otro lado, utilizamos el límite conocido:

lim_{h ightarrow0}frac{sin h}{h}=1

Utilizando los últimos dos resultados, finalmente, obtenemos que la derivada de la función seno es la función coseno:

sin'x=cos x,

Como serie de Taylor[editar]

El seno como Serie de Taylor en torno a a = 0 es:

sin x = x - frac{x^3}{3!} + frac{x^5}{5!} - frac{x^7}{7!} + cdots + (-1)^n ; frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}

sin x = sum^{infin}_{n=0} ; (-1)^n ; frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}

Con números complejos[editar]

También se puede definir de la forma:

{sin} z=frac{e^{iz} - e^{-iz}}{2i}

Donde e es la base del logaritmo natural, e i es la unidad de los números imaginarios.

El seno en programación[editar]

Normalmente todos los lenguajes de programación proveen una función seno. También es lo normal en todos los lenguajes que el ángulo que recibe la función deba pasarse en radianes.

Esto es importante tenerlo en cuenta ya que si no podrían derivarse errores por este concepto. Del mismo modo las calculadoras suelen aceptar el valor en grados o radianes, siendo necesario para ello (realizar dicho cálculo correctamente) activar un botón selector del tipo de grados (sexagesimales, centesimales o radianes) que se desea usar.

 ejemplos:
    seno de 45 grados   = 0,7071
    seno de 45 radianes = 0,8509

Obsérvese como la escasa diferencia entre ambos valores resultantes podría pasar desapercibida. Es necesario, por tanto, cuando sea conveniente pasar los grados a radianes o viceversa. Nótese que el símbolo π es el número π

 Rad = Deg * π/180
 Deg = Rad * 180/π

Representación gráfica[editar]

Véase también[editar]

http://es.wikipedia.org/wiki/Seno_(trigonometr%C3%ADa)

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Ventajas[editar]

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Motores de corriente alterna[editar]

Usos[editar]

Cambio de sentido de giro[editar]

Regulación de velocidad[editar]

Véase también[editar]

Seno (trigonometría)

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Etimología[editar]

Relaciones trigonométricas[editar]

Relación entre el seno y el coseno[editar]

Seno de la suma de dos ángulos[editar]

Seno de la diferencia de dos ángulos[editar]

Forma resumida[editar]

Seno de un ángulo doble[editar]

Seno en análisis matemático[editar]

Derivada del seno[editar]

Como serie de Taylor[editar]

Con números complejos[editar]

El seno en programación[editar]

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Véase también[editar]

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