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Eléctricidad.
Conceptos Básicos |
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Existen dos
tipos únicos de corriente, la Corriente Alterna (AC)
y la Corriente Continua (DC).
La Corriente Continua, es aquella que
circula siempre en el mismo sentido, es decir, los polos nos
varían, el positivo es siempre positivo. Los Electrones
circulan desde el polo negativo al positivo.
La Corriente Alterna, invierte su polaridad
(sentido de circulación). Este cambio se produce de
forma gradual. Hay que destacar que hay un punto donde la
corriente se detiene, imprescindible para efectuar un cambio
de sentido. Al número de veces que la corriente cambia
de sentido se le denomina FRECUENCIA. En la corriente de nuestras
casas la frecuencia es de 50 Herzios y su voltaje 220 V.
La mayoría de las motos actuales
cuentan con generadores de corriente alterna o ALTERNADORES.
La corriente alterna se puede convertir en corriente continua
(mediante un RECTIFICADOR). La corriente continua se puede
almacenar en una pila o en una batería, esto no es
posible con la alterna. La corriente continua es indicada
para altas intensidades (alimentación de un motor de
arranque) pero su voltaje no puede modificarse, en la corriente
continua podemos modificar el voltaje de ésta mediante
un TRANSFORMADOR adecuado.
En las motocicletas se utiliza el chasis
de metal para conectarle el polo negativo de la batería,
lo cual permite ahorrarse el cable negativo en todos los dispositivos
eléctricos, con tan solo conectar éste al chasis
ya tendremos el polo negativo. Por lo tanto debemos de evitar
que ningún cable (positivo) entre en contacto con el
chasis, de ser así se producirá un CORTOCIRCUITO
(short circuit).
Un circuito en SERIE es aquel en el
que la corriente pasa por un elemento de consumo y de ahí
al siguiente, ambos elementos se encuentran situados en serie,
la intensidad que atraviesa ambos elementos es la misma, sin
embargo el voltaje cae proporcionalmente dependiendo de la
resistencia (o cargas) de estos componentes. Siendo la caída
de voltaje total la suma de las caídas parciales.
Un circuito en PARALELO es un
circuito en el que la corriente puede tomar varios caminos
para circular. La caída de tensión en los elementos
es la misma. En este caso es la intensidad la que se divide
en dos, de tal modo que la intensidad total es la suma de
las intensidades que recorren cada elemento.
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Generadores |
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Un generador
eléctrico es aquel dispositivo electromecánico
que puede convertir la energía mecánica en energía
eléctrica.
Existen algunos generadores que pueden
transformar la energía mecánica en energía
eléctrica y viceversa, son los llamados "generadores
reversibles"
Un generador que produce corriente CONTINUA
se denomina DINAMO y un generador de corriente ALTERNA se
denomina ALTERNADOR.
En una motocicleta la corriente
se obtiene por medio de un aparato que gira en el interior
de motor. El fundamento teórico de generación
de electricidad es que toda espira metálica (trozo
de conductor) moviéndose en el interior de un campo
magnético (imán) posee una electricidad inducida,
es decir se electrifica. Si en vez de una sola espira se hace
girar varias se generará una corriente eléctrica
en cada una de ellas y la corriente total generada será
mayor.
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Dinamo |
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La dinamo es un generador de CORRIENTE
CONTINUA, pero también puede generar movimiento consumiendo
energía. Es por tanto un generador reversible (llamados
dinamotores). El principio de la dinamo es similar a todo
generador, es decir, una espira (o varias) girando en el seno
de un campo magnético (imán o imanes). Las espiras
giran dentro del campo magnético y transmiten su corriente
inducida a las escobillas de tal forma que cada escobilla
recogerá sólo corriente de una única
polaridad, de esta forma se produce corriente continua.
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Alternador |
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El alternador es un generador
de CORRIENTE ALTERNA.
En pequeñas motos se suele utilizar el denominado
"volante magnético", que incorpora,
además del alternador, el encendido. En las motocicletas
grandes se emplean alternadores puros.
El funcionamiento del alternador
es similar al de la dinamo: la principal diferencia
radica en que en este caso la electricidad producida
no se rectifica, sino que se permite que cambie de dirección
(polaridad) a cada vuelta de la espira respecto al imán.
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Volante magnético |
Por razones de diseño, en los
alternadores se hace que sea el imán el que gire alrededor
de las espiras. Además se dispone de varios imanes
(campos magnéticos) con lo que la electricidad producida
será mayor.
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Rotor
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Los alternadores
monofásicos más sencillos son los "VOLANTES
MAGNÉTICOS", por lo general disponen de
dos bobinas para la generación de electricidad,
una para los elementos accesorios (bocina, luces, etc.
bobina de cable grueso) y otra para el encendido
(bonina de clabe fino). Las bobinas se sitúan
en una zona fija y alrededor se instala un volante de
aluminio en el que se han introducido unos imanes de
manera que sus polos se encuentran diametralmente opuestos
entre sí. De manera que en las bobinas se produce
una corriente de tipo ALTERNO.
El volante se denomina "ROTOR" y suele contener
dos imanes por lo tanto cuatro polos, por tanto la frecuencia
de la corriente generada es el doble de la del régimen
del motor. Habitualmente si no existen consumos de electricidad
en la moto, la bobina de generación de corriente
se desactiva y así la resistencia del rotor al
girar es menor.
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Conjunto rotor-volante magnético
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La relación
entre bobinas e imanes es de 1-1, es decir, si tenemos
6 bobinas necesitaremos 6 imanes en el rotor. Si hay
varias bobinas para un mismo fin, se conectan en paralelo.
El volante magnético puede cargar una batería,
en este caso sino existen elementos eléctricos
funcionando, la bobina no se desconecta y carga la batería.
El rotor actúa además
de "Volante de Inercia"del motor. Si queremos
ganar potencia podemos utilizar un alternador que
incorporé el rotor en el interior de las bobinas
y así reducir la inercia aumentando la potencia.
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| Las bobinas giran
a una velocidad adecuada para conseguir 12V, ó
6V en las motos antiguas. Para
conseguir un alto voltaje (motos de competición)
se deben utilizar "Alternadores Trifásicos",
en estos sistemas las bobinas deben de situarse de forma
que las ondas generadas estén desfasadas 120 grados.
Estos generadores suelen incomparar un sistema de ventilación. |
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Rectificadores
y Reguladores |
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La forma
más eficiente de producción de electricidad
es un alternador, ya sea monofásico o trifásico,
por ello es el usado en motos antiguas y modernas, por lo
general, se usa un conjunto alternador y una batería
cargada por éste (salvo en los ciclomotores y motos
antiguas)
El problema es que la tensión
generada por el alternador no es constante, tiene "picos"
y esto no es admisible para muchos elementos eléctricos
y electrónicos de precisión, ni siquiera esta
corriente directa del alternador es admisible para cargar
una batería. Además la corriente producida por
el alternador invierte su polaridad un número de veces
proporcional al régimen del motor ( ya que el rotor
del alternador gira con el cigüeñal), por tanto
debemos de convertir la corriente alterna en corriente continua,
es decir, debemos de RECTIFICAR la corriente, de esto se encargara
un bloque de componentes electrónicos (diodos) llamado
PUENTE RECTIFICADOR o PLACA DE DIODOS, el empleo de estos
rectificadores permite utilizar alternadores en vez de dinamos
para generar corriente continua.
Como dije antes, la tensión generada por el alternador
es proporcional al régimen de giro del motor y esto
no es aceptable para una buena instalación ya que unas
veces produciría poca corriente y otras demasiada,
el siguiente paso es la REGULACIÓN de la corriente
que producirá como resultado una corriente de tensión
constante.
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Instalación
sin batería |
| Muchos
ciclomotores y motos antiguas carecen de batería, Estos
modelos se abastecen directamente del alternador, que se suministra
mediante un regulador de corriente alterna.
Si en
la instalación de eléctrica de la motocicleta
existen transistores (sólo funcionan con corriente
continua) debemos de utilizar un rectificador o unidad de
corriente continua.
Para utilizar una corriente estable
sin el uso de una batería, se usa un alternador de
gran potencia de salida, que proporciona suficiente corriente
a bajas revoluciones del motor. Pero si este alternador de
gran potencia alimentara al sistema eléctrico de la
moto durante el régimen alto del motor (en un régimen
alto del motor el alternador produce una corriente muy elevada),
fundiría todos los componentes eléctricos.
Al acelerarse el motor el regulador lo detecta y dirige la
corriente al "tiristor" que cortocircuita la salida
del alternador a masa.
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Encendido |
La
bujía es el elemento encargado de producir la chispa
que combustiona la mezcla que se encuentra en la cámara
de combustión.
La Bujía se sitúa en la parte superior de
la culata. |
Bujías de diferentes
medidas y años |
Para que
la bujía produzca esa chispa es necesario dotarla del
nivel de corriente suficiente y que esa corriente llegue en
el momento exacto, es decir, cuando la mezcla esta en la cámara
de combustión y el pistón está en su
punto más alto.
El sistema de encendido cuenta con un sistema generador y
otro regulador, por norma general el sistema generador es
un alternador monofásico que entrega una baja tensión
(sobre 20-30 V) y una alta intensidad, pero la más
adecuada para el encendido es la alta tensión y la
baja intensidad.
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Encendido
con platinos |
Platinos |
El sistema
de encendido por PLATINOS está en fase de desaparición
(si no lo ha hecho ya) debido a que es un elemento mecánico
que necesita ajuste periódico.
Si embargo la mayoría de las motos antiguas llevan
este sistema incorporado en su sistema de encendido. |
Este sistema es totalmente autónomo,
es decir, el generador (por lo general un volante
magnético de corriente monofásica) forma
parte del sistema. Dentro del volante se incluye una
bobina de baja tensión que genera electricidad
para alimentar el sistema eléctrico de la moto
(luces, claxon), por otra parte incluye un sistema
de regulación formado por los "platinos".
Los platinos están formados por dos contactos
que pueden abrir o cerrar el sistema mecánicamente,
por último el sistema de encendido tiene una
bobina de alta que eleva la tensión del volante,
la bobina de alta suele estar situada debajo del asiento
de la moto
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Bobina de alta |
La tensión generada por el volante
magnético ronda los 20V. Pero las bujías necesitan
miles de voltios (10.000V) para que la chispa se produzca y
salte. Para aumentar la tensión que nos proporciona el
volante se utiliza la bobina de alta, que no es más que
un arrollamiento de hilos de cobre alrededor de un centro común
de hierro dulce.
Volante magnético
con la bobina de alta incorporada |
El funcionamiento
de la bobina de alta se basa en la inducción, dentro
de la bobina de alta encontramos dos arrollamientos, un
arrollamiento "bobina primaria" sobre el núcleo
de hierro dulce y otro arrollamiento sobre éste
llamado "bobina secundaria". La bobina primaria
crea un campo magnético en la zona (la bobina primaria
debe tener una gran intensidad de corriente, por lo que
se hace con hilo grueso que aumente el campo magnético),
cuando el campo magnético formado por la bobina
primaria desaparece (esto ocurre si desaparece la corriente)
se crea una corriente de alta tensión en la bobina
secundaria, que se envía a la bujía. (el
voltaje creado depende del número de espiras de
la bobina secundaria por lo que se crea con hilo muy fino
para dar muchas vueltas). |
Para que la corriente desaparezca
bruscamente se utilizan los platinos, que al separarse cortan
el circuito dejando el generador y la bobina de primaria incomunicados.
Al desaparecer la corriente (y el campo
magnético) se crea una corriente parásita en
la bobina primaria (de poco voltaje) que se devuelve a los
platinos haciendo que estos hagan chispas, para evitar esto
se instala un condensador en paralelo que almacena esta corriente
parásita y alarga la vida de los platinos.
La bobina de alta se conecta a
la bujía por el arrollamiento secundario, mientras
que el arrollamiento primario se une al generador a través
de los platinos.
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La
Bujía |
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La bujía es el elemento
encargado de producir la chispa que combustiona la mezcla
que se encuentra en la cámara de combustión.
Ello se logra haciendo saltar
una chispa entre sus electrodos, que rigina una inflamación
de la masa gaseosa cercana a ellos, propagándose
de menera expontanea a toda la mezcla.
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Bujía |
Su funcionamiento se basa en el fenómeno
físico denominado "Arco Voltáico"
que basicamente consiste en hacer pasar la corriente eléctrica
entre dos terminales sumergidos en un medio poco conductor
(aire) y separados cierta distancia. Para ello se establece
una diferencia de tensión lo suficientemente elevada
entre ambos, con lo que la corriente iniciará su paso
de forma brusca y se mantendra si la diferencia de tensión
continua.
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