7. Balance de potencias. Rendimiento
- Pab Potencia absorbida
es la potencia que el motor toma de la red y es igual al producto de la tensión de la red o de la línea, aplicada en bornas del motor, por la intensidad de la línea.
- PCu Potencia de pérdidas en el cobre
son las que se producen por efecto Joule, cuando un conductor es recorrido por corriente eléctrica, en nuestro caso hay de dos tipos: pérdidas de excitación o en el devanado inductor, cuya expresión es el producto de la resistencia del devanado de excitación por el cuadrado de la intensidad de excitación.
Y pérdidas en el devanado inducido, cuya expresión es el producto de la resistencia del devanado inducido por el cuadrado de la intensidad de inducido.
- Pei Potencia eléctrica interna
es el resultado de restar a la potencia absorbida de la red, las pérdidas que se producen en los devanados del motor, o pérdidas en el cobre, y es igual al producto de la fuerza contrelectromotriz por la intensidad que recorre el inducido.
- Pmi Potencia mecánica interna
la potencia eléctrica interna en el seno del motor se convierte en potencia mecánica interna, cuya expresión es el producto del par en el eje por la velocidad de giro.
- PFe Pérdidas en el hierro
son pérdidas de tipo magnético que se producen debido al asentamiento de corrientes parásitas de Foucault y debido al ciclo de histéresis que presentan los núcleos magnéticos (para minimizar, en lo posible, este tipo de pérdidas es por lo que los núcleo magnéticos no se construyen macizos, si no por capas de pequeño espesor). Son difíciles de cuantificar. - Pm Pérdidas mecánicas
debidas sobre todo a rozamientos entre elementos mecánicos del motor (rodamientos, cojinetes, escobillas,…), también son difíciles de cuantificar.
Se puede conocer estas perdidas en el hierro y mecánicas cuando se conoce la potencia absorbida en vacio y se conocen las pérdidas en el cobre, ya que en vacio toda la potencia que se absorbe de la red eléctrica son pérdidas y éstas coinciden con las pérdidas mecánicas del motor, ya que no hay potencia útil en el eje. - Pu Potencia útil
es la potencia mecánica que se dispone en el eje del motor y se calcula restando a la potencia mecánica interna las pérdidas en el hierro y mecánicas.
Igualmente se expresa como el producto del par útil en el eje por a velocidad de giro.
Imagen 37. Elaboración propia
Actividad
Se define el rendimiento de un motor de c.c. como el cociente entre la potencia útil que se dispone en el eje, para realizar un trabajo mecánico rotativo y la potencia que se absorbe de la red eléctrica, se suele expresar en %.
En los motores de c.c. este rendimiento varía entre el 75% y el 95%, siendo tanto mejor cuanto mayor es la potencia de motor.
Caso de estudio
Un motor de c.c. de excitación compuesta corto es alimentado por una línea de 150 v. Los valores de sus resistencias son: Red=20 Ω y Ri=0,1 Ω. Sabiendo que cuando gira a 1.000 r.p.m. genera una fcem de 120 V y suministra una potencia mecánica de 4.800 w.
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Imagen 38. elaboración propia |
Pre-conocimiento
Visita la página personal de W. Fendt (que mostramos debajo). En ella, encontrarás una
colección de applets Java programados por el autor sobre física y más
concretamente, sobre electrodinámica.
Ejecuta los correspondientes
- al motor de cc
- y al generador (selecciona la opción con conmutador)