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  Eléctricidad. Conceptos Básicos

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.

 
  Generadores

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.

 
  Dinamo

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.

 
  Alternador


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.



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.



Rotor

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.



Conjunto rotor-volante magnético

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.

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.
 
  Rectificadores y Reguladores

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.

 
  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.

 
  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.

 
  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



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.

 
  La Bujía

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.



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.