Recuerda que en las ciencias un error suele tener más de una soluciones, así que aquí te compartiremos lo mejor y más óptimo.
Solución:
Conceptualmente, tienes que pensar en esto de manera ligeramente diferente. la forma en que yo pensar estás pensando en esto es algo así como el torque en un vehículo. Un coche con más par va a acelerar más rápido y va asociado a un aumento de la velocidad. En otras palabras, presiona el pedal del acelerador para aumentar la velocidad y necesita torque para hacerlo.
Sin embargo, cuando habla de la relación entre la velocidad y el par de un motor de CC, debe pensar en ello de manera diferente. Para un motor dado con un voltaje de entrada constante, la velocidad del motor estará determinada por la carga en el eje del motor. Para una carga dada, la única forma de aumentar la velocidad es aumentar el voltaje. Y este aumento en la velocidad requerirá un poco más de par para acelerar, pero después de alcanzar su nueva velocidad, el par volverá a su par original (a menos, por supuesto, que la carga dependa de la velocidad, como en un ventilador).
Entonces, tal vez una mejor manera de pensarlo es en lugar de decir “Se dice que el par y la velocidad en un motor de CC son inversamente proporcionales”, dice “Para un voltaje dadose dice que el par y la velocidad en un motor de CC son inversamente proporcionales”. Una curva de par-velocidad que se ve en las hojas de datos es solamente válido para el voltaje nominal y el motor operará en esa curva. Entonces, si el par aumenta, la velocidad seguirá esa curva y bajará.
simular este circuito: esquema creado con CircuitLab
Esta es una aproximación de estado estable de un motor de CC que funciona bastante bien con algunos tipos de motores de CC (consulte el comentario de supercat). Dado que está en estado estacionario, se desprecia la inductancia de armadura $L_a$. Tenemos lo siguiente: $$beginalign V &= textvoltaje de CC de entrada\ R_a &= textresistencia de armadura\ E_b &=textback-emf\ omega &= textfrecuencia de rotación angular del eje =frac2pi cdot textvelocidad60\ I_a &= textcorriente de armadura\ K_e &= text constante de fuerza contraelectromotriz\ K_T &= textconstante de par\ T &= textpar del eje endalign $$ y se aplican las siguientes ecuaciones: $$beginalign E_b &=K_e cdot omega …(1) \ T &= K_Tcdot I_a …(2) \ E_b &= V-I_a R_a …(3) (textobtenido del circuito equivalente que se muestra)\ textde las 3 ecuaciones anteriores, \ T&=fracK_T VR_a-fracK_e K_T omegaR_a endalign $$ La ecuación que relaciona el par y la velocidad (o frecuencia) se grafica a continuación, mostrando claramente que el par es inversamente proporcional a la velocidad:
Para una potencia constante entregada a la carga mecánica, el par y la velocidad multiplicados entre sí es una constante. Esa es la definición básica de poder, es decir
Potencia =$2pi n T$ donde n son las revoluciones por segundo y T es el par.
Un aumento en el par (y por aumento del par me refiero a la fuerza angular producida cuando aumenta la carga mecánica) naturalmente produce una desaceleración de la armadura si la potencia es constante.
Sin embargo, “motor de CC” podría significar cualquier cosa y bastantes motores tendrán devanados de campo que exhiben efectos de tipo “potencia constante”, mientras que otros (con diferentes devanados de campo) funcionarán como reguladores de velocidad constante y, por lo tanto, para un aumento en el par (debido a la carga), la velocidad se mantiene casi constante.
Otro tipo de motores de CC pueden tener controladores electrónicos que hacen lo mismo; detectan la corriente y, a medida que aumenta, aumentan el voltaje de CC al inducido y esto puede lograr una velocidad casi constante.
Creo que está confundiendo el par real con la capacidad (o potencial) de entregar un par real. Sin una carga mecánica, el par no tiene sentido excepto por las pérdidas mecánicas en el motor.
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