COMPONENTES

Escobillas: recogen la energía de la fuente de alimentación y son de un material conductor altamente resistente al desgaste por rozamiento.

Anillos rozantes y colector: Reciben la energía de las escobillas y en ellas se conectan las espiras de la bobina.

Rotor o inducido: Denominación que se da al conjunto de espiras conectadas a los anillos rozantes que giran por la acción magnética dentro de una carcasa.

Inductor o estator: Es la carcasa del motor y en su interior están los imanes o los electroimanes.

ESTRUCTURA

Estator: En él se encuentran los polos, que pueden ser imanes permanentes o devanados con hilos de cobre sobre el núcleo de hierro. El estator forma la carcasa del motor eléctrico, por lo que tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica donde se aloja el rotor o el inducido.

Rotor: es generalmente de forma cilíndrica y lleva un devanado interno con núcleo ferromagnético. Al rotor le llega la corriente de las escobillas gracias al colector (motor de arranque) o anillos rozantes (alternador) los cuales llevan labradas las delgas, para permitir la inversión continua de la corriente, ya que si no las tuvieran, el motor giraría media vuelta.

Delgas del colector: son unas ranuras que se le practican al colector y que funcionan como un conmutador, ya que aíslan al colector de la polaridad de las escobillas. Como las delgas son una zona neutra, es importante que las escobillas pasen a la vez para evitar el cortocircuito de las bobinas.

LIMPIAPARABRISAS

Es necesario en vehículos, ya que realiza la limpieza de la luna delantera y trasera cuando está sucia, permitiendo la visibilidad al conductor en casos climatológicos adversos.

El sistema está formado por un motor eléctrico que gira entre las 2.500 y 3.000 revoluciones.

Los motores eléctricos de la luna delantera y trasera son casi iguales, la única diferencia es el modo de conexión. Mientras que en los delanteros se permite varias velocidades y cadenciado automático, en los traseros la electrónica de mando es más simple, donde únicamente se acciona para un barrido o para el cadenciado.

Funcionamiento del Alternador

V < V_batería

Este primer estado (tensión de carga menor que la tensión de batería) corresponde al instante en el que se conecta el contacto (C) y el motor aún no gira, aunque también se puede dar cuando hay alguna avería y el alternador no carga.

La única tensión que aparece es la procedente de la batería y la situación de los diferentes componentes es la siguiente:

• En el estator del alternador no se genera corriente y la tensión procedente del exterior (a y b) no puede superar la barrera que suponen los diodos.
• Con el contacto (C) conectado se alimentan todos los circuitos del resto de la instalación del vehículo, y además la corriente puede circular a través de la lámpara del cuadro (L) que se encenderá indicando que no hay carga, pasando después a través del rotor del alternador (R) creando un campo magnético y a través de T2 a masa.
• En cuanto al estado del regulador propiamente dicho, la tensión de la batería es insuficiente para superar al diodo Zener (Z) de 14,2 V. Las resistencias R2 y R3 tienen valores muy altos con lo que la intensidad que dejan pasar a masa es muy pequeña y no afecta al circuito, estas resistencias sirven de protección al resto de semiconductores frente a oscilaciones de tensión. Al no haber tensión después del Zener (Z) la base del transistor T1 no está polarizada con lo que T1 es aislante. Al ser T1 aislante hay tensión suficiente después de R1, en el colector de T1 y en la base de T2. Al haber tensión en la base de T2 este transistor se polariza.

V_batería < V < 14,2 V

Esta situación se corresponde a cuando el alternador ya está girando y produciendo corriente y su tensión es superior a la tensión de batería y menor a la tensión de regulación (14,2 V). La tensión del alternador es adecuada para realizar la carga del acumulador (B) y la lámpara (L) del cuadro debe estar apagada.

• El estator (E) del alternador está produciendo corriente eléctrica que circula a través de los diodos (a) para cargar la batería y alimentar al resto de la instalación del vehículo. Esta corriente cierra el circuito a través de los tres diodos conectados a masa.
• La lámpara del cuadro está alimentada por la misma tensión en sus dos extremos y por eso permanece apagada. Por su parte superior recibe tensión procedente de los diodos de carga (a) y por su parte inferior recibe tensión de los tres diodos (b)
• El regulador no ha sufrido ningún cambio respecto del estado anterior. El Zener es aislante (V<Z). La base de T1 no recibe tensión y T1 es aislante. R1 permite el paso de corriente para polarizar a T2 y este al ser conductor permite el paso de la corriente procedente del rotor (R) con lo que se mantiene el campo magnético que genera corriente inducida en el estator.

V > 14,2V

En el instante en que la tensión del generador (V) supere el valor establecido por el fabricante como constante de Zener, que son 14,2 V aproximadamente

• El Zener permite el paso de corriente puesto que la tensión externa supera su valor de umbral (V > Z). La base de T1 recibe tensión con lo que T1 pasa a ser conductor. Al ser T1 conductor establece la misma tensión en el colector que en el emisor (0 V). La zona comprendida entre R1, colector de T1 y pase de T2 pasa a tener una tensión de 0 V (o muy próxima) con lo que T2 pasa a estado de corte (aislante).
• La corriente de rotor se interrumpe al pasar 12 a estado de corte y con esto desaparece o disminuye el campo magnético que está generando. Si en este proceso se generan en el rotor corrientes inducidas (el rotor es una inductancia) el diodo D permite cerrar el circuito para que se extingan y no perjudiquen a otros elementos.
• Disminuye la corriente inducida en el estator y la tensión generada por el alternador. Se producirá un equilibrio entre los estados de T1 y T2 que mantiene la tensión estabilizada al valor umbral del diodo Zener.

MOTOR DE ARRANQUE: Funcionamiento

Transforma la energía eléctrica en mecánica. En un conductor sometido a un campo magnético aparece una fuerza electromotriz (F). En la espira se originan 2 fuerzas iguales y de sentido contrario, una a cada lado, las cuales producen un par de giro cuyo valor depende de la posición de la espira y la distancia entre conductores.

Inductor: formado por un cuerpo de acero bajo contenido en carbono. Formado por bobinas inductoras las cuales forman un campo magnético al recibir corriente de la batería. Las bobinas inductoras son arrollamientos planos formados por un hilo de cobre de gran sección y pueden ir conectadas en serie o paralelo. Uno de los extremos se conecta al colector para recibir la corriente procedente de la escobilla positiva y el otro extremo a la negativa.

Inducido: formado por un eje de acero sobre el cual se encuentra montado un cilindro en el que se ha realizado la unión de las chapas magnéticas denominadas tambor, con sus respectivos delgas de separación, en el interior van los devanados inducidos que se conectan al colector.

Principios de Electromagnetismo

Ley de Oersted

Una corriente eléctrica puede crear un campo magnético. Si se invierte el sentido de la corriente también se invierte el del campo magnético.

Ley de Lenz

Al acercar un imán a una espira se genera un campo magnético que repele al imán, si giramos el imán este se acercará a la bobina. Si el campo es variable y el conductor fijo se crea una corriente y crea además un campo magnético que se opone al campo variable.