El par de amortiguación lo proporciona el instrumento indicador. Amortiguador es un término genérico que se utiliza para identificar cualquier mecanismo empleado para la absorción de energía de vibración , la supresión de vibraciones del eje , el arranque suave y el dispositivo de protección contra sobrecargas . Para diseñar un amortiguador eficiente, es imprescindible calcular primero el par de amortiguación . El par de amortiguación o las fuerzas de amortiguación son la desviación de velocidad de las desviaciones de par electromecánico de una máquina, mientras que la desviación angular se denomina par de sincronización [1]. En un instrumento de medición , el par de amortiguación es necesario para detener el sistema móvil e indicar una reflexión estable en un tiempo razonablemente corto. Existe solo mientras la aguja está en movimiento. En ausencia de par de amortiguación, la aguja oscila durante un breve período de tiempo y vuelve a una posición estable; esta situación se denomina subamortiguación . Si la fuerza de amortiguación es demasiado grande, la aguja se detendrá lentamente; esto se denomina sobreamortiguación [ 1 ] . El par de amortiguación es un proceso físico de control del movimiento de un sistema mediante la producción de un movimiento que se opone a la oscilación natural del sistema. Al igual que la fricción, solo actúa cuando un sistema está en movimiento y no está presente si el sistema está en reposo. [ 2 ] Su propósito principal es permitir lecturas rápidas y precisas para un sistema oscilante. En lugar de permitir que un objeto oscile a su frecuencia fundamental indefinidamente, el par de amortiguación aplica una fuerza contraria que ralentiza la oscilación lo suficiente como para realizar una lectura. Aunque el par de amortiguación se utiliza en muchos dispositivos de medición, no tiene un valor fijo, sino que se ajusta en función de un indicador que se representa en un gráfico de par de deflexión frente al tiempo. El par de amortiguación es una parte integral de la medición de sistemas en movimiento debido a su capacidad para controlar la oscilación.
Producción
Existen cuatro formas diferentes de producir par de amortiguación: amortiguación por fricción del aire, amortiguación por fricción del fluido, amortiguación por corrientes de Foucault y amortiguación electromagnética.
- La amortiguación por fricción del aire se crea mediante un pistón que oscila dentro y fuera de una cámara de aire. Cuando el pistón entra en la cámara, provoca compresión; cuando sale, se produce una fuerza en sentido contrario. [ 3 ] Este método se utiliza a menudo en presencia de un campo eléctrico relativamente débil, ya que la amortiguación por fricción del aire no requiere el uso de componentes eléctricos que puedan distorsionar dicho campo. [ 4 ]
- La amortiguación por fricción fluida se crea mediante la oscilación de un disco dentro y fuera de un líquido, normalmente aceite, lo que provoca que siempre se oponga al movimiento. Este método es muy similar a la amortiguación por fricción de aire, excepto que en lugar de aire en una cámara, se utiliza un fluido. [ 3 ] Este método se ve limitado por el hecho de que solo puede realizarse verticalmente, ya que requiere que el líquido esté en posición vertical.
- La amortiguación por corrientes de Foucault consiste en el uso de una corriente de Foucault y un campo eléctrico para crear un par electromagnético que se opone al movimiento. En este método, el par de amortiguación producido es proporcional a la intensidad de la corriente y del campo magnético . [ 3 ] Este método es muy eficiente, pero tiene la desventaja de distorsionar un campo eléctrico débil. [ 4 ]
- La amortiguación electromagnética se crea al enviar una corriente eléctrica a través de una bobina magnética, lo que provoca un par que se opone al movimiento natural de la bobina. [ 3 ] Presenta la misma desventaja que la amortiguación por corrientes parásitas, ya que puede distorsionar el campo eléctrico.
Usos
El par de amortiguación se utiliza para permitir una medición rápida y precisa de un objeto oscilante. Debido a la inercia , un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento, por lo que requiere una fuerza contraria para llevarlo a su velocidad de oscilación final en un corto tiempo. El par de amortiguación logra esto oponiéndose a la oscilación natural, lo que permite al usuario obtener una lectura precisa. [ 5 ] Se utiliza en la mayoría de los experimentos que implican la recopilación de datos de un sistema en movimiento, como una de las pocas maneras de obtener datos precisos. También tiene muchos métodos de producción diferentes, como se describió anteriormente, lo que permite su uso en muchos modelos donde se requiere una fuerza contraria. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, hay ciertos métodos para crear par de amortiguación que solo son aplicables a un sistema si cumple con los requisitos correctos.
Medición
El par de amortiguación es un movimiento que no se cuantifica durante su uso, sino que se prueba y observa mediante un puntero en un experimento. El puntero de un dispositivo es la parte que muestra el par de amortiguación en función de un gráfico de par de deflexión frente al tiempo. Esto se logra teniendo en cuenta tanto el par de deflexión como el par de control para obtener el valor correcto del par de amortiguación. El par de deflexión es el que provoca la oscilación del puntero en la máquina, y el par de control es una fuerza contraria que impide que el puntero oscile de forma incontrolada. El par de deflexión y el par de control funcionan de forma similar a una balanza, donde el par de deflexión es el peso que se ejerce sobre ella y el par de control es el contrapeso que se utiliza para equilibrar el peso inicial. Para obtener buenos resultados, es fundamental que estas dos fuerzas sean iguales. [ 4 ]
Deflexión y control de la producción de par
El par de deflexión y el par de control, al igual que el par de amortiguación, no se miden explícitamente, pero pueden crearse y, por lo tanto, controlarse de diferentes maneras. Al crear estos dos pares, el puntero se moverá de una forma específica que puede analizarse como se muestra a continuación. El par de deflexión puede ser cualquier tipo de fuerza que ponga inicialmente el sistema en movimiento. El par de control, por otro lado, se genera mediante un dispositivo de medición y, por lo tanto, no es un movimiento que ocurra de forma natural. Hay dos maneras de producir un par de control: control por resorte y control por gravedad.
- El control por resorte se logra mediante un resorte de control conectado al indicador del sistema. Cuando el sistema se mueve, el resorte se retuerce en sentido contrario, generando así un par que contrarresta directamente el par de deflexión.
- El control de la gravedad se logra mediante la fijación de pequeñas pesas a un sistema móvil, generando un par motor en función del ángulo de deflexión, que corresponde al ángulo entre las tangentes anterior y posterior. [ 6 ] Este método se ve limitado por el hecho de que requiere que el sistema esté en posición vertical para que la gravedad pueda actuar sobre las pesas.
Al analizar la deflexión y el par de control, existen tres categorías principales: subamortiguado, sobreamortiguado y amortiguado crítico. [ 4 ] Si un sistema está subamortiguado, no alcanzará su velocidad de oscilación final de manera oportuna y oscilará lentamente durante un período prolongado. Si está sobreamortiguado, el sistema oscilará a una velocidad demasiado lenta para proporcionar una lectura precisa. Finalmente, si está amortiguado críticamente, tiene una cantidad igual de deflexión y par de control, lo que permite que el puntero encuentre rápidamente el valor correcto, sin que el sistema oscile más allá de ese valor. [ 5 ] El amortiguamiento crítico significa que la máquina tiene la cantidad correcta de par de amortiguamiento y está lista para ser utilizada en experimentos.
Referencias
- ↑ Ghosh, Smarajit (2005). Fundamentos de ingeniería eléctrica y electrónica . India: Prentice Hall of India Private Limited. pág. 293. ISBN 81-203-2316-5.
- ↑ "Desviación | Control | Amortiguación de par" . Tu guía eléctrica . 19/01/2017 . Consultado el 17/11/2020 .
- 1 2 3 4 "temas eléctricos: métodos de producción de par de amortiguación" . temas eléctricos . 12-12-2014 . Recuperado el 17-11-2020 .
- 1 2 3 4 "Pares de amortiguación y tipos en instrumentos de medición indicadores" . Información de ingeniería eléctrica . 28 de noviembre de 2016. Recuperado el 17 de noviembre de 2020 .
- 1 2 "Ingeniería eléctrica: ¿Qué es el par de amortiguación?" . engineeringslab.com . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .
- ↑ "Fundamentos de los instrumentos indicadores | Par de deflexión | Par de control | Par de amortiguación | Electrones libres" . Fundamentos de los instrumentos indicadores | Par de deflexión | Par de control | Par de amortiguación | Electrones libres . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .
- Reunión General de la Sociedad de Ingeniería de Potencia, 2006. IEEE, 10.1109/PES.2006.1709001
Enlaces externos
Contenido multimedia relacionado con el par de amortiguación en Wikimedia Commons.
- Mecánica clásica
- Vibración torsional
- vibraciones mecánicas