He estado tratando de entender EMF, específicamente EMF posterior en motores eléctricos, como por ejemplo, una configuración como esta:
Digamos que aplicamos un voltaje a los cepillos. Entiendo que una vez que la rotación se pone en marcha, el flujo cambiante dentro del bucle inducirá una corriente, y que esta corriente inducida es opuesta a la corriente creada por el voltaje externo. Tengo entendido que esto da como resultado una corriente neta más pequeña en el circuito, y este fenómeno se denomina EMF.
Sin embargo, no entiendo exactamente "dónde" aparece el EMF (¿que es un voltaje?). Una explicación que he visto es esta:
donde el EMF aparece como una fuente de voltaje en serie con la resistencia del motor. Si bien esta puede ser una buena manera de explicar cómo se comportará la corriente, no parece explicar lo que realmente sucede dentro del motor. Seguramente, el EMF no aparece "antes" del motor, sino dentro de él. ¿Debería verse entonces de alguna manera como superpuesto a la resistencia? ¿Dónde, en la primera figura, aparecería el EMF? ¿Cambia el voltaje a través de los cepillos? ¿Dónde ocurre la caída de voltaje "extra"?
La fuerza contraelectromotriz se genera en el cable que forma las bobinas del motor. Cuando un cable se barre lateralmente a través de un campo magnético, se genera un voltaje a lo largo del cable. Haga girar el motor con solo un voltímetro conectado y verá que genera voltaje.
Entonces, sí, la resistencia y el EMF posterior se distribuyen realmente a lo largo del cable en la bobina. Hay muchas (infinitas, en realidad) de pequeñas resistencias en serie que cada una obtiene un pequeño voltaje en serie con ellas cuando el motor gira.
Visto eléctricamente desde el exterior, esto no se puede distinguir de una resistencia concentrada en serie con una fuente de voltaje concentrada. Dado que esto es más sencillo de dibujar, pensar y analizar, así es como se suelen mostrar los motores.
Puede simplificar las cosas quitando la batería de ese diagrama y girando el motor a mano, como un generador.
A medida que gira la armadura, los cables atraviesan el campo magnético y se genera un voltaje en ellos.
Este voltaje es el mismo ya sea que la armadura se gire como un generador o como un motor. Cuando se gira como un motor, este voltaje se denomina 'EMF posterior'.
Piense en ello como un generador; giras el rotor y se produce un voltaje de salida. Este voltaje está en serie con la bobina del rotor. No hace ninguna diferencia si en lugar de hacer girar manualmente el motor, aplica CC para hacerlo girar.
El EMF posterior "aparece" a través de las escobillas de los anillos deslizantes. Su polaridad es tal que siempre se opone al voltaje de "impulso", provocando un consumo de corriente menor que el "normal". La corriente "normal" se encuentra bloqueando el rotor y midiendo la corriente consumida, luego se permite que el rotor gire y la corriente "en funcionamiento" será menor que la corriente "normal", debido a la EMF inversa.
Buena pregunta: ¡Esto en realidad no es tan fácil! Me ha llevado días entenderlo. ¡Gracias a tu foto pedagógica por fin lo conseguí!
Es necesario verlo como si la batería estuviera desconectada del circuito. Entonces, para empezar, tiene un circuito sin corriente que lo atraviesa. Giras la bobina en el sentido de las agujas del reloj con las manos de la misma manera que giraría si hubiera corriente. En la posición en la que ha hecho su dibujo, tiene el lado derecho de la bobina moviéndose hacia abajo. Entonces, tiene el cable de la bobina moviéndose hacia abajo, lo que significa que también las cargas positivas en la bobina del cable se mueven hacia abajo (pero no se mueven a lo largo del cable). Con la regla de la mano derecha no. 1 apunta con el pulgar hacia abajo en la dirección de las cargas en movimiento, mientras que al mismo tiempo tiene los dedos apuntando hacia la derecha a lo largo del campo magnético. Luego obtiene una fuerza de la palma de su mano que apunta a lo largo del cable de la bobina hacia usted en la imagen. Es decir,
Entonces, obtienes un excedente de cargas positivas en el cepillo derecho y un excedente de cargas negativas en el cepillo izquierdo. Entonces, te has conseguido una fem que funciona como una batería de CC. El potencial de voltaje de la fem se opone a la fem original creada por las baterías de CC. Esto crea una corriente a través del circuito en la parte inferior de la imagen que es opuesta en dirección a la corriente aplicada por las baterías de CC. A medida que enciende las baterías de CC, obtiene una corriente que quiere ir de derecha a izquierda en la bobina al mismo tiempo que quiere ir de izquierda a derecha por la fuerza contraelectromotriz inducida. ¡Cuanto más rápido gire la bobina con la corriente continua, más fuerte será la fuerza contraelectromotriz opuesta también al mismo tiempo! Entonces, esta fuerza contraelectromotriz siempre funciona en tu contra.
Chu