Estator para niños
El estátor es la parte fija de una máquina que gira, como un motor o un generador. Es uno de los dos elementos principales que permiten transformar la energía eléctrica en movimiento, o el movimiento en energía eléctrica. Su compañero es el rotor, que es la parte que se mueve.
En los motores eléctricos, el estátor crea un campo magnético que hace girar al rotor. En los generadores eléctricos, el estátor convierte el campo magnético giratorio en corriente eléctrica. En algunas máquinas eléctricas, el estátor es donde se forma el campo magnético que produce una corriente eléctrica en el rotor.
El estátor de las máquinas eléctricas suele estar hecho de hierro especial. Tiene ranuras por dentro donde se colocan unas bobinas (cables enrollados). Por fuera, a menudo tiene aletas para ayudar a que el calor se disipe y la máquina no se caliente demasiado.
Dependiendo de cómo esté hecha la máquina, el estátor puede tener diferentes funciones:
- En máquinas de corriente continua, el estátor contiene el circuito magnético que crea el campo. Este campo interactúa con la parte móvil para producir el giro. Puede estar hecho de imánes permanentes o de electroimánes.
- En máquinas de corriente alterna, el estátor contiene el circuito que recibe la energía. Interactúa con el campo magnético giratorio para producir el movimiento. Se construye con láminas delgadas de acero magnético apiladas. Esto ayuda a reducir la pérdida de energía por calor.
- En generadores de corriente alterna o continua, el estátor interactúa con el campo magnético giratorio para producir electricidad. Una parte de la electricidad generada puede usarse para crear un campo magnético más fuerte, lo que produce más corriente. También se construye con láminas de acero magnético apiladas para evitar pérdidas de energía.
Las partes principales de un estátor incluyen la carcasa, los escudos, las espiras (los cables enrollados), el núcleo y la bornera (donde se conectan los cables).
Contenido
El estátor en los motores eléctricos
En un motor, el estátor puede funcionar como el "imán principal" que interactúa con la parte que se mueve (el rotor) para crear el movimiento. O puede ser la parte que recibe la energía de las bobinas que giran en el rotor.
Los primeros generadores y motores de corriente continua tenían las bobinas que creaban el campo magnético en el estátor. La electricidad se generaba en las bobinas que se movían en el rotor. Esto requería un dispositivo llamado conmutador para mantener el campo magnético alineado correctamente. A medida que la corriente aumentaba, el conmutador tenía que ser más grande y resistente.
El estátor en estos dispositivos puede ser un imán permanente o un electroimán. Los alternadores, que producen corriente alterna, usan varias bobinas conectadas en paralelo, lo que elimina la necesidad del conmutador.
Pruebas del estátor
Para asegurar que un estátor funciona bien, se le realizan pruebas. Una de ellas es medir su aislamiento. Esto se hace con un aparato llamado megóhmetro. Esta prueba nos dice qué tan bien están aisladas las bobinas para que la electricidad no se escape. El valor de aislamiento debe ser alto para que la máquina sea segura y eficiente.
Existe una fórmula para calcular la resistencia de aislamiento mínima que debe tener un estátor cuando está funcionando a su máxima capacidad (caliente): Resistencia aislamiento = (Voltaje nominal en voltios) / (Potencia Nominal en kilovatios + 1000)
Cuando la máquina está fría, la resistencia de aislamiento debe ser al menos un 20% mayor.
Diseño de los estátores
Los estátores de los motores suelen estar hechos de hierro o acero. También pueden fabricarse con placa de circuito impreso (PCB). Los estátores de PCB, que se usaban al principio en máquinas pequeñas, pueden ser más ligeros, más compactos y menos ruidosos.
En los estátores de PCB, se usan finas líneas de cobre como si fueran las bobinas. Estas líneas están separadas por capas de un material aislante, lo que asegura que cada bobina esté aislada de las demás. En lugar del núcleo de hierro tradicional, se usa un "núcleo de aire", lo que ahorra espacio y peso.
También se pueden usar técnicas especiales de fabricación, como los "devanados de horquilla", para hacer los estátores de motores eléctricos. Esta tecnología permite usar cables más gruesos en las bobinas, lo que puede mejorar el rendimiento.
Galería de imágenes
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Rotor (izquierda) y estátor (derecha) de un motor eléctrico de jaula de ardilla
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Bobinado del estátor de un generador en una central hidroeléctrica
Véase también
En inglés: Stator Facts for Kids
- Colector
- Escobilla
