¿Cuál es el principio físico que causa la corriente de entrada en un motor eléctrico cuando arranca?

TlDR: El principio físico que causa la corriente de entrada en un motor eléctrico es el magnetismo.

Hay una gran cantidad de factores en juego cuando se trata de transitorios de arranque para un motor eléctrico. Podría ser un motor de inducción, un motor de CC, un motor de CA; Además, el número de devanados y su resistencia también jugarán un papel; al igual que los condensadores grandes (con su propia corriente de entrada) que están conectados en paralelo con la mayoría de los motores. Supongamos un motor de inducción de CA trifásico, que es un tipo común de motor para conducir máquinas y vehículos pesados. Un motor trifásico se parece a lo siguiente:

Los tres cables de color son las 3 fases, comúnmente llamadas W, V y U. El cable enrollado forma un inductor, y el circuito equivalente para parte de este motor se convierte en:

Rs y Rr son generalmente muy pequeños, y como puede ver, se trata esencialmente de unos pocos inductores grandes, que, casualmente, por los pocos cientos de microsegundos que nos interesan, parece un transformador en lo que respecta a nuestra fuente de energía [1] ]
Puede pensar en los devanados de la fase “W” en la imagen de color de arriba como los devanados n1, los devanados de la fase de “V” de arriba como los devanados de n2, y las 2 puntas inferiores de la parte gris en la imagen de color como El núcleo de metal en la imagen del transformador. Ahora el punto clave es la relación entre el flujo magnético a través del núcleo y el voltaje aplicado, que resulta ser el siguiente [2]:
En general, podemos mirar la ecuación correcta para ver que si e (t), el voltaje aplicado, se vuelve muy grande, entonces estamos integrando un número mayor, lo que nos da más flujo magnético. Ahora, ¿qué nos da el flujo magnético? El flujo magnético del pozo es el componente del campo B que pasa a través de una superficie. Nos preocupa el componente que pasa a través del núcleo de metal, que es casi todo.

Gracias a Patrick Reilly, ahora podemos obtener correctamente la corriente de entrada (usé incorrectamente la Ley de Ampere exclusivamente en mi primera respuesta):

La representación más apropiada para un campo magnético cambiante que conduce a una corriente inducida sería la ley de Faraday o la ecuación del rizo de E de Maxwell:

La E presentada en este último es el campo E inducido del B cambiante, mientras que la densidad de corriente J en su declaración de la Ley de Ampere es la densidad de corriente en el cable fuente, no el cable inducido, y la B es el campo magnético asociado con La corriente en el cable fuente.

El punto clave es que un campo magnético conduce a una corriente inducida. Como había un gran campo magnético, ¡también recibimos una gran corriente! En general, esta corriente puede ser aproximadamente 6-10 veces la corriente nominal de funcionamiento.

En resumen: los “principios físicos” involucrados son:

  1. Magnetismo / Ecuaciones de Maxwell
  2. Resistencia

Fuentes
[1]: http://ecmweb.com/mag/electric_e…
[2]: http://www.ece.mtu.edu/faculty/b…