Instalación eléctrica batería

6 Instalación eléctrica
La instalación eléctrica del vehículo necesita para funcionar de una
fuente de energía. Cuando el motor está parado la energía eléctrica se
toma de una batería; cuando está en marcha, acciona un generador
que abastece de energía eléctrica a la instalación y al mismo tiempo
carga la batería.
6.1. Generadores de tensión
6.1.1. Baterías (acumuladores)
La batería es un acumulador de energía que cuando se le alimenté'
corriente continua (proceso de carga) transforma energía eléctrica en
energía química. Cuando se toma corriente eléctrica del acumulador
(proceso de descarga), la energía química a'tumulada se transforma
en energía eléctrica.
La bateria es una fuente de energía independiente del motor de
combustión interna, que en caso de necesidad, como cuando está
parado el motor, abastece de energía eléctrica a los consumidores,
tales como el motor de arranque, la bobina del encendido y el aJum-
brado. Cuando el motor está en marcha la batería acumula parte de la
energía suministrada por el generador.
Constituoión (fig. 6-1). Las baterías tienen electrodos positivos y electro-
dos negativos configurados en forma de placas. Las placas positivas y ne-
Tapones de
Puente polar
Placa positiva
Placa negativa
Separador de materia
sintético
mlcroporoso. ondulado
Figura 6·1. Batería.
509

gativas son rejillas de plomo duro en las que está contenida la masa activa.
Solamente la masa activa se transforma químicamente durante la carga o la
descarga.
La masa activa se fabrica como pasta de polvo de óxido de plomo, polvo de
plomo, aditivos, fibras sintéticas, aglutinantes, ácido sulfúrico yagua. La pasta
se aplica a la rejilla de plomo duro y cuando endurece forma una masa sólida,
pero porosa, de gran superficie. Una vez montadas las placas, resulta una
batería «no formada» que tiene que someterse todavía a un proceso de carga.
Una batería consta de varios elementos. Un elemento consta esencial-
mente de los bloques de placas positivo y negativo, los separadores y las
partes necesarias para el montaje y conexión.
Mediante los empalmadores de elementos se enlazan en serie tres
elementos en el caso de baterias de 6 V o seis elementos en el caso de baterías
de 12 V.
Para obtener la mayor capacidad posible en el volumen más
reducido, se enlazan varias placas con un pequeño espacio interme-
dio mediante puentes polares, formando juegos de placas; en este
caso las placas de un juego están conectadas en paralelo. El juego de
placas negativo tiene siempre una placa más que el juego de placas
positivo, ya que las placas positivas se doblan cuando se solicitan uni-
lateralmente.
Los juegos de placas positivos y negativos están encajados entre
sí y separados eléctricamente por medio de separadores aislantes,
pero porosos. Los separadores deben mantener con la misma sepa-
ración entre sí a las placas de diferente polaridad con el fin de evitar
que se produzca un cortocircuito, y deben ser al mismo tiempo
permeables al electrólito para posibilitar la migración iónica durante
los procesos de carga y descarga.
Los distintos elementos se ponen dentro de una caja de plástico o
de goma dura aislante y resistente a los ácidos, subdividida interior-
mente por paredes que forman los vasos de los elementos. En la
superficie interior del fondo de la caja hay unos nervios en los que
descansan las distintas placas. Por debajo de los bloques de placas
queda un espacio en el que pueden depositarse como lodo las
partículas de la masa activa que se desprenden en el transcurso del
tiempo de servicio. Esta cámara de lodo impide que el lodo del plomo
eléctricamente conductor pueda formar un cortocircuito entre las
placas de diferente polaridad.
Los elementos de una batería están cerrados generalmente con una tapa
unida firmemente a la caja. Esa tapa lleva encima de cada elemento un orificio
de relleno que se cierra con un tapón que presenta un pequeño taladro de
salida de gas.
Procesos electroquímicos
Batería cargada (fig. 6-2/a)
Cuando la batería está cargada la masa activa de las placas positivas es dióxido
de plomo (Pb02) de color castaño y la de las placs negativas plomo esponjoso
(Pb)'gris. El electrólito es ácido sulfúrico (H 2S04) diluido con una densidad p
= 1,28 g/cm3
• El electrólito está siempre disociado en una determinada
relación, en dependencia de su densidad, v concretamente en iones hidró~eno
positivos (H+) y aniones sulfato dos veces negativos (504--),

Instalación eléctrica
Proceso de descarga (fig. 6-2/b)
Cuando se enlazan el polo positivo y el polo negativo a través de un consu-
midor (por ejemplo, una lámpara de incandescencia), la corriente en el circui-
to exterior fluye del polo positivo al polo negativo pasando por el consumidor.
(Los electrones se trasladan del polo negativo al polo positivo).
Procesos en las placas positivas. El dióxido de plomo (Pb02) se disocia en
iones plomo positivos tetravalentes (Pb++++) y aniones peróxido negativos
bivalentes (0--). Mediante alimentación de electrones desde el polo negativo
al polo positivo a través del consumidor, se producen a partir de los iones
plomo positivos tetravalentes (Pb++++) iones plomo positivos bivalentes
(Pb++) que reaccionan con los aniones sulfato dos veces negativos (S04--)
disociados del ácido sulfúrico y se forma sulfato de plomo (PbS04). Los
aniones peróxido negativos bivalentes (0--) liberados, reaccionan con los
iones hidrógeno positivos (H+) del ácido sulfúrico y forman agua.
Procesos en las placas negativas. A causa de la migración de electrones
de las placas negativas a las placas positivas, el plomo (Pb) eléctricamente
neutro se transforma en iones plomo positivos bivalentes (Pb++), que
reaccionan con los aniones sulfato negativos bivalentes (S04--) del ácido
sulfúrico y forman sulfato de plomo (PbS04).
Estado después del proceso de descarga (fig. 6-2/c)
El dióxido de plomo (PbOú de color castaño de las placas positivas y el plomo
esponjoso (Pb) gris de las placas negativas están convertidos en sulfato de
plomo (PbS04) blanco por reacción con el ácido sulfúrico quedando agua
como resto. Se redujo la densidad del ácido.
Proceso de carga (fig. 6-2/d)
En el circuito exterior la corriente fluye del polo positivo del aparato cargador, o
bien del generador, al polo positivo de la batería y desde éste por la misma al
polo negativo.
Procesos en las placas positivas. El dispositivo de carga absorbe elec-
trones de las placas positivas y los transporta a las placas negativas. Los
aniones sulfato negativos bivalentes (S04--) del ácido sulfúrico, migran a las
placas positivas, donde forman disulfato de plomo (Pb(S04)Ú, que es tetra-
valente e inestable. La tensión de carga aplicada disocia el disulfato de plomo
en iones plomo positivos tetravalentes (Pb++++) y aniones sulfato negativos
bivalentes (504--), Los iones plomo positivos tetravalentes (Pb++++) reac-
cionan con los aniones peróxido negativos bivalentes (0--) del agua y forman
dióxido de plomo (Pb02). Los aniones sulfato (S04--) liberados en las placas
negativas. reaccionan con los iones hidrógeno (H+) del agua y forman ácido
sulfúrico.
Procesos en las placas negativas. Los electrones pasados de las placas
positivas a las placas negativas hacen que el sulfato de plomo (PbS04) de éstas
se transforme en principio en iones plomo positivos tetravalentes (Pb++++) y
aniones sulfato negativos bivalentes (504--), Los electrones ceden su carga a
los iones plomo positivos tetravalentes; se produce plomo eléctricamente
neutro. Los aniones sulfato negativos bivalentes (S04--) reaccionan con los
iones hidrógeno positivos (H+) del agua y forman ácido sulfúrico.
Estado después del proceso de carga (fig. 6-2/e)
El sulfato de plomo (PbS04) blanco. de las placas positivas. está transformado
en dióxido de plomo (PbO,) de color castaño y el de las placas negativas en
plomo esponjoso (Pb) gris. Parte del agua forma en el proceso ácido sulfúrico y
la densidad de éste está aumentada.
Batería cargada
+
-==-~-=
====-~-=== ®00 -----~
-===~=-§---~--
_-_-=- - -----:.L.._J-l
------------
Color de las placas: + marrón oscuro
- gris claro
Descarga (proceso)
I==-':-~-0~- 2e
Batería descargada
Color de las placas: + marrón claro
- gris oscuro
- - - - -.L..-_...J- - - - - -
Batería cargada
~~i~~®--~so-;-~-_ _ 4 _ _
-= H H =--H __J - - - - - - "'---->---<
Color de las placas: + marrón oscuro
- gris claro
511
Figura 6-2. Procesos durante la descarga
y la carga.

512
2.7
V
p.5
~2.4
c: 2.3
QI
E2.2
QI
.: Qi 2.1
-o
.¡¡¡ ~20
.:- .
I Tensión de I
formación de g"K
V
-'
./"
~ ál1.9 O
Descargada
50%
Estado de carga--
Figura 6-3.
'1--
100%
Cargada
Transcurso de la tensión de carga.
Instalación eléctric
Capacidad. Por capacidad de descarga se entiende la cantidé
de electricidad que puede tomarse de la batería en amperios-ho
(Ah), K=I . t. La capacidad de descarga de una batería depende de
intensidad de la corriente de descarga. de la densidad y de
temperatura del electrolito y del estado de carga.
La capacidad nominal K20 es referida a una batería totalmen~
cargada, el tiempo de descarga de 20 horas y la tensión de final e
carga de 1,75 V por elemento. La temperatura del electrólito ha de s'
en este caso +27°C. La intensidad nominal de la corriente de de
carga corresponde a 1/20 del valor numérico de la capacid!
nominal.
Si la intensidad de la corriente de descarga o bien la temperatura
la densidad del electrólito difieren de los valores nominales pred,
terminados, varía también el valor del producto K = I . t, es decir.
valor de la capacidad de descarga de la batería.
A temperaturas por encima de +27°C aumenta la capacidad (
descarga en relación a la capacidad nominal. Sin embargo, a la larg
la batería de arranque no debe exponerse a temperaturas superiore~
+60°C, ya que las placas de plomo se atacan más intensamente (caíe
de la masa activa, corrosión de la rejilla) y crece sensiblemente
autodescarga. Por lo tanto, en regioens con altas temperaturas
densidad del ácido de la batería totalmente cargada se reduce has
aproximadamente 1,23 g/cm3
•
Cuanto más descienda la temperatura del electrólito por deba
de +27°C, menor será la capacidad de descarga. Esta dependenc
que la capacidad de descarga tiene de la temperatura, se ha de atribl
a que' los procesos electroquímicos transcurren más lentamente
temperaturas más bajas.
Corriente de ensayo en frío. Se trata de una alta intensidad e
corriente de descarga, asociada al tipo de batería. con la que puee
enjuiciarse el gomportamiento de arranque a bajas temperaturas.
corriente de ensayo en frío, que viene indicada en la placa de cara
terísticas. es la intensidad de corriente que tiene que entregar UI
batería totalmente cargada a -18°C. sin que la tensión de 1,
elementos descienda por debajo de 1.4 V después de 30 segundos,
tiempo de descarga, o bien de 1,0 V después de 180 segund
de tiempo de descarga. Si se desciende por debajo de los valores,
tensión indicados. la batería no está ya en buenas condiciones.
Tensiones. La tensión nominal de una batería es la que resl'lta ,
multiplicar su número de elementos conectados en serie por
tensión nominal de un elemento; la tensión nominal está fijada,
2V/elemento. La tensión de reposo (tensión en vacío) se mide cuanl
la batería no está solicitada. pero no da ningún indicio sobre el esta,
de carga de la misma. El estado de carga de la batería solamen
puede enjuiciarse en alguna medida mediante medición de la tens;,
cuando está cargada por una corriente de descarga. La figura 6
muestra el transcurso de la tensión de carga durante el proceso,
carga, en dependencia del estado de carga. Cuando el elemento
alcanzado una tensión de aproximadamente 2.4 V comienza intens
mente a formar gases si se sigue cargando (tensión de formación
gases); está cargada entonces hasta, aproximadamente, el 80%. Si
sigue cargando, la tensión del elemento puede ascender hasta 2,7E
(tensión de final de carga). Durante la formación de gas se forma g
oxhídrico (peligro de explosión).

Densidad del ácido. Una batería puede considerarse descargada
cuando la densidad del ácido del electrólito ha descendido hasta
aproximadamente 1,12 g/cm); se puede decir que está completa-
mente cargada cuando la densidad del ácido ha ascendido a
1,28 g/cm).
Ambos valores se refieren a una temperatura del electrólito de
+27°C.
Formación. Se entiende porformación el proceso electroquímico en el que
se forman las masas activas de las placas positivas y las placas negativas. Este
proceso se efectúa ya durante la fabricación de la batería, es decir que las
placas se encuentran cargadas pero no se ha introducido el electrólito. Las
placas de plomo negativas están protegidas contra la oxidación por una
película protectora. Una vez introducido el ácido sulfúrico, con una densidad
de 1,28 g/cm), tiene que actuar éste aproximadamente 20 minutos y a
continuación queda la batería lista para el servicio. Las baterías formadas de
este modo se denominan también «cargadas en seco» o «cargadas sin llenan>.
Autodescarga. La autodescarga se efectúa en el interior de la batería a
causa de procesos químicos, sin que esté cerrado el circuito exterior. El calor y
la suciedad pueden acelerar este proceso; además en baterfas sucias, las
corrientes de fuga de la superficie de la caja pueden dar lugar a la autodes-
carga. Una batería totalmente cargada, a+15°C se descarga completamente en
4 meses, y (l +40°C en 2 semanas aproximadamente.
Puesta en servicio y mantenimiento
La duración de una batería depende de la solicitación eléctrica y mecánica y
del cuidado que se le preste.
Puesta en servicio de baterías formadas. Quitar los tapones y llenar de
ácido sulfúrico de una densidad de 1,28 g/cm3
hasta la marca de nivel de
ácido. Si no existiese dicha marca de nivel se ha de llenar con ácido sulfúrico
hasta lOa 15 mm por encima del borde superior de las placas. Con el fin de
garantizar que se escape el aire y con ello que penetre el ácido sulfúrico en
todos los espacios huecos, tiene que agitarse o inclinarse la batería. Si con
ésto descieride el nivel de ácido tiene que rellenarse. El ácido sulfúrico debe
introducirse únicamente con ayuda de embudos de plástico. Poner los tapones
y limpiar las posibles salpicaduras de ácido de la batería.
Una vez transcurrido el tiempo de actuación del ácido sulfúrico de aproxi-
madamente 20 minutos, la batería está lista para el servicio. Se ha de montar
firmemente en el vehículo, de manera que no pueda soltarse.
En el caso de baterías que tienen el polo negativo como masa, se ha de fijar
siempre primero la líoea positiva (+) al polo positivo (+) y luego la línea
negativa (-) al polo negativo (-).
Comprobación del estado de carga. En una batería cuyo ácido tenga la
densidad correcta puede comprobarse el estado de carga por medio de un
areómetro. Un instrumento manejable para la medición es el aspirómetro (fig.
6-4). Cuando la batería está totalmente cargada y tiene una temperatura entre
+20°C y +27°C la densidad del ácido debe ser aproximadamente 1,28 g/cm3,
Cuando la batería está descargada la densidad del ácido desciende a
aproximadamente 1,12 g/cm3
•
Densidad del ácido. La determinación de la densidad correcta del ácido
únicamente puede efectuarse cuando está cargada la batería. Si la batería
forma gases durante la carga y la densidad del ácido se halla esencialmente
por debajo de 1,28 g/cm3
, se tiene que cambiar el ácido. La batería una vez
vacía tiene que enjuagarse con agua del grifo. La batería completamente vacía
tiene que llenarse con ácido sulfúrico de una densidad de 1,28 g/cm3• Después
del llenado tiene que recargarse y medirse de nuevo.
Si la densidad del ácido se halla un poco por debajo de 1,28 g/cm3
puede ajustarse a su valor correcto con una sobrecarga; la pérdida de
513
Figura 6-4.
Aspirómetro (areómetro).

líquido se compensará rellenando con ácido sulfúrico de una
densidad de 1,28 g/cm3
•
Nivel del ácido. El nivel debe hallarse aproximadamente de 10 a
15 mm por encima del borde superior de las placas. En el caso de que
se produzcan pérdidas por evaporación deberá rellenarse únicamente
con agua destilada o desmineralizada.
Comprobación del estado de carga. La batería totalmente
cargada se somete a un ensayo de descarga de alta intensidad con
una corriente de unos 250 A a 600 A que corresponde aproxima-
damente a la «corriente de cortocircuito» del arrancador (la intensidad
de corriente que fluye a través del arrancador bloqueado). Mientras
tanto la tensión de los distintos elementos no debe descender por
debajo de 1,1 V. Si la tensión desciende en todos los elementos por
debajo de 1,1 V, la batería está gastada y debe renovarse. Si la tensión
difiere en los distintos elementos, significa que están deteriorados
los elementos que tienen menor tensión. Cuando las piezas de unión
de ,los elementos están embebidas, solamente puede medirse la
tensión total.
Carga de baterías
Se distinguen los siguientes tipos de carga: carga normal, carga
rápida y carga de conservación. Los aparatos de carga normal y los
aparatos de carga rápida se diferencian en la intensidad máxima de la
corriente que pueden entregar y en la variación del valor de la
intensidad de la corriente durante el proceso de carga.
Los aparatos de carga normal usuales en el taller tienen una
tensión de carga fija. La corriente de carga se determina únicamente
por la resistencia interna de la batería. Durante el proceso de carga
asciende la tensión de la batería y así pues disminuye la diferencia de
tensión entre el aparato de carga y la batería. Con ésto disminuye
también la intensidad de la corriente de carga conforme va aumen-
tando la carga.
En los aparatos de carga rápida la intensidad de la corriente de carga se
mantiene frecuentemente constante mediante un dispositivo de regulación
especial. por cuanto que se aumenta automáticamente la tensión de carga.
Para impedir que se destruya la batería debido a la carga rápida. la tensión de
carga se mantiene constante una vez alcanzada la tensión de formación de
gases de 2.4 V por elemento. Conforme va aumentando la carga va
descendiendo la intensidad de la corriente de carga.
Carga normal. Es una carga con una intensidad de la corriente de carga que
corresponde aproximadamente al 10% del valor numérico de la capacidad
nominal.
Carga rápida. Es una carga con una intensidad de la corriente de carga que
puede suponer como máximo el 80% del valor numérico de la capacidad
nominal. La carga rápida puede sin embargo. realizarse sólo hasta que se
alcanza la tensión de formación de gases. La temperatura del electrólito no
puede sobrepasar los 55°C. Los aparatos de carga rápida tienen frecuente-
mente dispositivos de control que interrumpen la carga una vez alcanzada la
tensión de formación de gases, o bien cuando se alcanza la temperatura
máxima admisible del electrolito.
Carga de conservación. Las baterías paradas se descargan automática-
mente. La autodescarga puede suponer hasta el1 % de la capacidad por día; es
dependiende del estado de la batería, de la concentración del ácido y de la
temperatura del electrólito.

La intensidad de la corriente de carga de conservación es aproximadamen-
te el 0,1 % del valor numérico de la capacidad nominal. Si no es posible
realizar ninguna carga de conservación, hay que efectuar una carga normal a
intervalos de 1 a 2 meses.
6.1.2. Generadores
El generador tiene el cometido de abastecer de energía eléctrica
durante el funcionamiento a los consumidores eléctricos, tales como
el encendido, el alumbrado. las señales ópticas y acústicas, y al
mismo tiempo cargar la batería. El generador se acciona por el motor a
través de una correa trapecial.
6.1.2.1. Generadores de corriente continua
En el generador de corriente continua (figs. 6-5 y 6-6) el cuerpo con
los polos está fijo (estator). En el inducido, que se llama también rotor,
es donde se ha dispuesto el 'arrollamiento del inducido. La tensión
alterna inducida en el arrollamiento del inducido es rectificada por el
inversor de corriente (colector). De las escobillas de carbón puede
tomarse la corriente continua necesaria para cargar la batería.
Figura 6-5. Generador de corriente continua.
Constitución
obillas de
carbón
Un generador de corriente continua consta del cuerpo polar con
piezas polares y arrollamiento de excitación, del inducido con las
bobinas de inducido y colector, de los portaescobillas con las
escobillas de carbón, y de las placas de cojinete con los cojinetes del
lado de accionamiento y del colector.
Cuerpo polar
El cuerpo polar es un cilindro hueco de acero (material poco
magnético) de paredes relativamente gruesas ya que sirve al mismo
tiempo como culata magnética para conducción del flujo magnético.
Las piezas polares, que en los aparatos pequeños son dos y en los
grandes cuatro, están hechas del mismo material que el cuerpo y van
atornilladas por la parte interior de ésta. Van provistas de las bobinas
de excitación para la generación del campo magnético.
0+
0-
DF
Figura 6-6. Sección transversal
(esquema con conexiones).
515

516
Aislamiento
Aislamiento
Laminilla del colector (delga)
Figura 6-7. Colector.
Regulador de campo
+
Figura 6-8. Conexiones del
generador-shunt de corriente continua.
c:
-o.¡¡;
c: 20
¡!
2000 l/min 6000
N.o revoluciones _
Figura 6-9. Uneas caracterfsticas de marcha en va-
croo (La tensión en función del número de revolu-
ciones, l. constante).
Inducido. Entre las piezas polares se encuentra el inducido cilín-
drico, cuyo árbol tiene que estar exactamente alojado ya que debe
mantenerse lo más pequeño posible el entrehierro entre las piezas
polares y el rotor, a causa de la gran resistencia magnética del aire. El
inducido consta de láminas de chapa magnética y tiene en su super-
ficie ranuras que sirven para que se aloje el arrollamiento del inducido.
Para impedir que se produzcan corrientes parásitas tiene que interrum-
pirse el camino de flujo de las mismas. Por lo tanto, el inducido está cons-
truido con «chapas» magnéticas estampadas de 0,5 a 1 mm de espesor ais-
ladas unas respecto a otras mediante una capa de esmalte o de fosfato y
montadas a presión en el árbol de inducido aislado.
,.os hilos del inducido, que son de cobre aislado, se arrollan a máquina en
las ranuras del inducido, o se insertan como bobinas acabadas (bobinas
conformadas) aisladas unas de otras y respecto a las paredes de las ranuras.
Las ranuras están cerradas por medio de cuñas de material sintético. Las
cabezas de las bobinas están envueltas y aseguradas de este modo contra las
fuerzas centrífugas que aparecen. El extremo de cada una de las bobinas está
soldado con el comienzo de la bobina siguiente en una lámina del colector,
debido a lo cual se produce un arrollamiento cerrado en sí mismo.
Colector. El colector está formado por laminillas de cobre duro,
aisladas entre sí y respecto al árbol del inducido (fig. 6-7), que se fijan
a cola de milano en un casquillo de material sintético.
Toma de corriente. (Escobillas de carbón y portaescobillas.) La
corriente se toma del colector generalmente por medio de escobillas
de carbón con contenido de metal (grafito con polvo de cobre o con
polvo de una aleación de cobre y estaño). Las escobillas se guían en
portaescobillas en forma de caja y rozan con'las láminas del colector
con una presión determinada por muelles.
Funcionamiento
El generador de corriente continua empleado en los automóviles es
un generador en derivación. El arrollamiento de excitación (fig. 6-S)
se halla en paralelo (en derivación) respecto al arrollamiento induci-
do. El generador de corriente continua en derivación se autoexcita. En
el hierro del circuito magnético después de una magnetización
persiste siempre un peqeño magnetismo remanente. Si se acciona el
inducido en el sentido de rotación correcto, ese pequeño magnetis-
mo remanente induce una pequeña tensión en el arrollamiento del
inducido. En el arrollamiento de excitación conectado en paralelo
fluye entonces una pequeña corriente de excitación que produce un
pequeño campo magnético que intensifica el campo magnético
existente del magnetismo remanente. Debido a ésto se induce de
nuevo una tensión mayor en el arrollamiento del inducido. Este
proceso se va repitiendo hasta que la tensión en los bornes alcanza un
valor determinado; esta tensión en los bornes es además dependien-
te del número de revoluciones del generador.
El valor de la tensión cuando el generador de corriente continua
está sin carga y constantemente excitado, crece en la misma propor-
ción que el número de revoluciones (fig. 6-9). Es además dependiente
de la intensidad del campo magnético o bien de la intensidad de la
corriente de excitación (fig. 6-10). El valor de la tensión puede ajus-
tarse o regularse variando la magnitud de la corriente de excitación.
La potencia del generador y con ella la intensidad de corriente

máxima admisible, están limitadas por el calentamiento de los arrolla-
mientos.
Polarización de generadores de corriente continua. Cuando el
generador se monta por primera vez, después de realizar en él
trabajos de reparación o después de haber tenido lugar variaciones
inadvertidas del sentido de rotación, tiene que polarizarse de nuevo,
es decir, tiene que producirse en las piezas polares el magnetismo
remanente necesario para producir la tensión. Para ésto se hace fun-
cionar el generador brevemente como motor en el sentido de rota-
ción deseado. El polo positivo de la batería se enlaza con el polo
positivo del generador y el polo negativo de la batería con el polo
negativo del generador (fig. 6-11).
Magnitudes características de los generadores
La tensión nominal es la tensión normalizada de la batería, 6 V, 12 V, 24 V.
La tensión del generador es la tensión con la cual por lo general funciona el
generador, 7 V, 14 V, 28 V.
La intensidad máxima Iml, (fig. 6-12) es la intensidad de la corriente que
puede dar el generador sin sobrepasar la temperatura admisible.
El número de revoluciones de intensidad nula es el número de revolucio-
nes del generador al cual, en estado caliente, alcanza la tensión del generador
sin dar potencia. El generador y la batería se enlazan solamente a esta tensión
mediante el conectador del regulador.
El número de revoluciones a los 2/3 Iml, es el número de revoluciones al
cual pueden obtenerse los 2/3 de la intensidad máxima.
El número máximo admisible de revoluciones es el número de revolucio-
nes sobrepasado el cual pueden producirse daños mecánicos.
La placa de características. compuesta por letras y cifras, informa sobre el
tamaño y clase de construcción y sobre los valores eléctricos del generador.
Regulación de los generadores de corriente continua
La tensión de un generador tiene que mantenerse prácticamente
constante-a su valor correcto a todos los números de revoluciones y
en todos los casos de carga, con el fin de que los consumidores y la
batería no estén sometidos a fluctuaciones de tensión. Por lo tanto, la
tensión de un generador tiene que poder regularse.
La tensión producida en un generador es dependiente del número
de revoluciones y de la corriente de excitación. Además, la corriente
de carga del generador produce una caída de tensión interna en el
inducido. La regulación de la tensión se efectúa por medio del
elemento regulador de tensión que intensifica y debilita el campo
magnético de excitación mediante la correspondiente variación de la
corriente de excitación.
Regulación de la tensión
En los generadores de corriente continua se emplea usualmente un
regulador de tensión de dos contactos, es decir que el regulador de
tensión tiene dos pares de contactos (fig. 6-13). El accionamiento de
los pares de contactos se efectúa mediante el elemento regulador de
tensión electromagnético a través de una armadura solicitada por
resorte.
La regulación se efectúa en tres etapas: inferior, media y superior
(fig. 6-14).
517
1u
i. ..
Figura 6-10. Uneas característic:a41 de marcha en va-
cfo. (La tensión en función de la corriente de exci-
tación, n constante.)
oFl
I___J
Figura 6-11. Polarización del generador de corriente
continua.
n -
Figura 6-12. Unea característica de la intensidad.
Inducido
Pares de con-
tactos a. b
b
Resorte
Arrollamiento
de tensión
Núcleo del imán
Figura 6-13. Constitución
del elemento regulador.

518
,- D+/6-1-~~ , - - -
Ii~.Q e,C,L~:~~~.~']
L D- de excitación +-_~ ___...J _ __
Generador
Regulador de tensión
a) Etapa inferior
b) Etapa media
[---------·-------1
1-1D:i61-~;1 '---b--11
I G ( ] ]
L___- __J L ___ '
c) Etapa superior
Figura 6-14. Elemento regulador de
tensión (esquema).
Etapa inferior (fig. 6-14/a). Con números de revoluciones bajos el
par de contactos a está cerrado por la fuerza del resorte; la resistencia
de regulación R está ponteada. El arrollamiento de excitación está
conectado directamente a masa; el generador está totalmente
excitado y la tensión comienza a ascender.
Etapa media (fig. 6-14/b). Si la tensión sobrepasa un valor
determinado. se intensifica el campo magnético de la bobina del
elemento regulador de tensión. La armadura del regulador es atraída y
el par de contactos se abre. De este modo la resistencia de regulación
R está conectada delante del arrollamiento de excitación (conexión
en serie). es decir. el arrollamiento de excitación queda conectado a
masa a través de la resistencia de regulación R. A causa de que se ha
aumentado la resistencia pasa una corriente de excitación reducida y
desciende la tensión del generador.
Etapa superior (fig. 6-14/c). Si la tensión del generador sigue
ascendiendo conforme aumenta el número de revoluciones. se sigue
intensificando también el campo magnético de la bobina del elemento
regulador de tensión. La armadura del regulador es atraída todavía
más. hasta que queda cerrado el par de contactos b. Ambos extremos
del arrollamiento de excitación se enlazan con el positivo. es decir el
arrollamiento de excitación se pone en cortacircuito y se efectúa una
regulación hacia abajo completa por falta de excitación del gene-
rador.
Cuando decrece la tensión del generador disminuye la corriente
en la bobina del elemento regulador de tensión; debido a esto
disminuye asimismo la fuerza de atracción sobre la armadura solici-
tada por resorte. que cae volviendo a la etapa media o bien a la etapa
inferior. Mediante la corriente de excitación que va siendo ahora cada
vez mayor. asciende la tensión en el generador y la armadura del
elemento regulador de tensión es atraída de nuevo.
La frecuencia de conmutación (frecuencia de regulación) de los contactos
de regulación es del orden de 50 a200 por segundo. No es posible una mayor
frecuencia de conmutación a causa de la inercia de masas de los contactos
mecánicos. Con esta frecuencia de regulación la tensión entregada por el
generador se mantiene aproximadamente constante.
La regulación de la tensión del generador por medio de reguladores
mecánicos. por cierre y apertura de contactos es sólo posible porque la
autoinducción del arrollamiento de excitación impide un aumento brusco de la
corriente de excitación cuando se cierran los contactos; asimismo la autoin-
ducción retarda la caída brusca de la corriente de excitación cuando se abren
los contactos del regulador.
Reguladores para generadores de corriente continua
Los reguladores para generadores de corriente continua pueden
distinguirse según los siguientes criterios:
Según la colocación (montados en el generador o lejos de él).
según el número de pares de contactos (reguladores de un par de
contactos o de dos pares de contactos). según el número de
elementos (reguladores de dos elementos o reguladores de tres
elementos. según la característica de regulación (característica
inclinada. característica quebrada. característica de variodo).
Los reguladores para pequeñas potencias (hasta 20 W) constan del
elemento regulador de tensión y del disyuntor. Los reguladores para genera-

dores de potencias mayores tienen además del elemento regulador de tensión
una protección contra sobrecarga para el generador.
Características de los reguladores de contacto
El transcurso de la tensión del generador de corriente continua en
dependencia de la carga. se denomina característica de regulación.
Reguladores con característica inclinada (fig. 6-15)
Para evitar la sobrecarga del generador. toda la corriente del generador pasa
por un arrollamiento de una a dos espiras (bobina de corriente). que se
encuentra sobre el elemento regulador de tensión. Debido a esto, al aumentar
la corriente de carga se refuerza el campo magnético del elemento regulador
de tensión mediante la bobina de corriente. Los contactos del elemento
regulador de tensión son movidos ya con menor tensión del generador a la
posición media o bien a la superior. regulándose hacia abajo la tensión del
generador. La inclinación de la característica puede modificarse con la
correspondiente selección del regulador. En este caso. estando la batería des-
cargada y conectados todos los consumidores. no debe sobrepasarse la
corriente de generador máxima admisible. Cuando la batería está cargada no
debe producirse. sobrecarga. No existe en este tipo de regulador protección
específica contra sobrecarga para el generador.
Reguladores con característica quebrada (fig. 6-16)
La característica quebrada se produce mediante un elemento regulador de
corriente adicional. La tensión del generador permanece casi constante desde
la marcha en vacío hasta que se alcanza la corriente de generador maxima
admisible. Cuando se alcanza la corriente de generador máxima admisible se
regula hacia abajo pronunciadamente la tensión y debido a ello disminuye la
potencia suministrada (el producto de multiplicar la tensión por la corriente). El
generador está de este modo protegido con seguridad contra sobrecarga.
El polo fijo del par de contactos del elemento para la etapa inferior de regu-
lación del regulador de tensión no está conectado a masa directamente. sino
al polo fijo del par de contactos del elemento reguladorde corriente (fig. 6-17).
Hasta que se alcanza la corriente máxima admisible trabaja solamente el
elemento regulador de tensión que en este tipo de construcción del regulador
lleva un sólo arrollamietno.
Cuando se alcanza la corriente de generador máxima admisible -el par de
contactos del elemento regulador de tensión se encuentra en la posición infe-
rior a causa de la caída de tensión en el generador. se abre el par de contactos
del elemento regulador de corriente y conecta una resistencia en el cir-
cuito de excitación (comienzo de la actuación del elemento regulador de
corriente). El arrollamiento de excitación se conecta ahora a masa a través del
par de contactos de etapa interior del elemento regulador de tensión y de la
resistencia de regulación R¡ conectada por el elemento regulador de corriente.
Debido a esto se reduce la corriente de excitación y se regula así hacia abajo la
tensión.
Característica de reguladores de variodo (fig. 6-18)
La característica de un regulador de variodo se asemeja a la de un regulador
con característica quebrada. pero la regulación hacia abajo no se efectúa de
forma tan pronunciada. Un reguladorde variodo consta del elemento regulador
de tensión y del disyuntor. En el elemento regulador de tensión está dispuesto
adicionalmente un arrollamiento de mando conectado en serie con un diodo
(variodo). El arrollamiento de mando y el variodo están conectados en
paralelo a una resistencia (resistencia de mando) situada en el circuito
principal (circuito de carga). La resistencia de mando se forma por la línea de
conexión que va del generador al regulador (fig. 6-19).
Corriente -
Figura 6-15. Característica inclinada.
15 [_~~'"...~_«.~•.___~
V
<:
:~ 13 Corriente máxima
del generador<:
~
12
110L-L-10L-L-2
L
O-L--:'30-=--'A:-'-:'40
Corriente
Figura 6-16. Característica quebrada.
r- ~I-----
i ;)i" DFI i9]L~_~L__±-_
.513
'0;
~ 12
Figura 6-17. Regulador
con característica quebrada.
(Esquema de conexiones.)
Corriente máxima
del generador
t- 11 L-L-..L..-L---,L.-L~=--,--,,:---.l-.-:'
010203040A50
Corriente -
Figura 6-18. Característica del regulador
de variodo.
Resistencia de mando
519
Al
interruptor
Figura 6-19. Regulador de variodo (esquema del ele-
mento regulador de tensión).

520
Arrollamiento
Figura 6-20. Interruptor de corriente inversa (dis-
yuntor).
Inducido del
generador
A los
consumidores
Figura 6-21. Cambio del flujo magnético en los gene-
radores electromagnéticos.
Instalaciém eléctrica
Con un valor pequeño de carga del generador, la caída de tensión que
aparece en la resistencia de mando, es pequeña y el variodo no deja pasar
corriente por la derivación. Cuando se alcanza la corriente de generador
máxima admisible, la caída de tensión en la resistencia de mando es tan
grande que el variodo conectado en paralelo se hace conductor, de manera
que pasa corriente también por el arrollamiento de mando. A consecuencia de
la caída de tensión en el inducido del generador, que aparece durante la carga
máxima, el polo móvil del elemento regulador de tensión se encuentra en la
posición de la etapa de regulación inferior. El campo magnético producido en
el arrollamiento de mando refuerza ahora el campo magnético de la bobina del
elemento regulador de tensión. El contacto móvil del elemento regulador se
mueve por esto en dirección «posición media» o bien «posición superiop>. La
tensión del generador se regula hacia abajo.
Disyuntor (interruptor de corriente inversa)
El disyuntor tiene el cometido de enlazar el generador con la batería
cuando se alcanza una determinada tensión de generador. Cuando la
tensión de generador desciende por debajo de la tensión de batería,
el disyuntor tiene que abrir automáticamente el enlace entre el gene-
rador y la batería. Mediante esto 5e impide que en estado de parada el
generador se conecte como motory pueda llegar a destruirse; ademá~
se descargaría la batería (fig. 6-20).
La tensión de generador está aplicada a la bobina de tensión del disyuntor
Cuando se alcanza la tensión de conexión (la tensión de generador y la tensiór
de batería tienen aproximadamente el mismo valor) la armadura es atraída y SI
cierra el contacto del disyuntor. La corriente del generador(corriente de carga
pasa por el arrollamiento de corriente del disyuntor y refuerza el campe
magnético de la bobina de tensión, con lo cual se alcanza la necesaril
presión de cierre del disyuntor. Cuando la armadura está atraída aparecl
un pequeño campo magnético para hacer que permanezca atraída, es decir
que el contacto del disyuntor permanece cerrado al haber una tensió,
pequeña. Cuando la tensión del generador desciende por debajo de la de 1I
batería, pasa una corriente, la corriente inversa, de la batería al generador, I
través de la bobina de corriente del disyuntor. Esta corriente produce en e
arrollamiento.de corriente un campo magnético opuesto al del arrollamiente
de tensión, Debido a ésto, en la armadura predomina la fuerza del resorte. y e
contacto del disyuntor se abre. con lo que se interrumpe el circuito de corrientl
de carga.
Lámpara indicadora de carga
Está conectada entre el borne O +/61 y el polo positivo de la baterí,
(borne 30) a través del interruptor de encendido y arranque.
La lámpara indicadora de carga se enciende cuando está,
abiertos los contactos del disyuntor y se apaga cuando la tensión di
generador es igual a la tensión de batería. o bien cuando los con
tactos del disyuntor están cerrados.
6,1.2.2. Dinamomagnetos de volante o platos magnéticos
A causa de su construcción compacta los platos magnéticos se
emplean predominantemente en motores de moto y en pequeño!
motores estacionarios. Generalmente se trata de instalaciones de
generador de magneto. que constan de una rueda polar rotativa
dotada de imanes permanentes. y de un inducido (bobina de tensión)
La rueda polar rotativa induce en el inducido una tensión alterna ca'

sus polos norte y sur dispuestos alternativamente (fig. 6-21). En el
caso de que deba cargarse una batería tiene que rectificarse la tensión
alterna por medio de diodos.
Los platos magnéticos no necesitan regulador de tensión, ya que
se regulan automáticamente. El inducido del generador está dimen-
sionado en cada caso para una potencia determinada, es decir, que en
el faro y en las luces tienen que emplearse lámparas con los valores de
potencia preestablecidos. Las discrepancias de la potencia preesta-
blecida pueden dar lugar a hipotensión o sobretensión; las sobreten-
siones destruyen las lámparas.
Conforme aumenta el número de revoluciones de la rueda polar
asciende la tensión en el inducido del generador; pero al mismo
tiempo aumenta también la frecuencia de la tensión alterna. Pero
conforme aumenta la frecuencia -y con corriente de carga prede-
terminada- asciende también la tensión de autoinducción que
contrarresta la tensión inducida. Debido a ésto la tensión en los
bornes permanece casi constante.
6.1.2.3. Generadores de corriente trifásica
Los generadores de corriente trifásica tienen respecto a los de
corriente continua las ventajas siguientes: Pueden suministrar poten-
cia ya con el motor al ralentí, poco desgaste, mínimo mantenimiento,
bajo peso por unidad de potencia, la corriente de generador se toma
de bornes fijos; por las escobillas de carbón y los anillos del colector
sólo fluye una pequeña corriente de excitación; con un ventilador
apropiado son independientes del sentido de rotación, no necesitan
disyuntor (interruptor de corriente inversa); pueden utilizarse senci-
llos reguladores mecánicos, y no necesitan protección contra sobre-
carga.
Constitución
Un generador de corrietne trifásica (sistema Bosch) consta del estátor
de chapas con arrollamiento trifásico, los diodos de potencia (tres
diodos positivos y tres diodos negativos) con conexiones del circuito
de carga fijas, los tres diodos de excitación y el rotor sobre cuyo árbol
se encuentran el arrollamiento de excitación con los polos de garra y
dos anillos colectores. Tiene además dos placas de cojinete en las
que puede ir incorporado el regulador de tensión (fig. 6-22).
Arrollamiento del estátor. Consta de las tres bobinas (fases) inde-
pendientes unas de otras, que están distribuidas equidistantes en el
interior del estátor y generalmente conectadas en estrella (fig. 6-23).
El arrollamiento del estátor está enlazado con 6 diodos de potencia
(diodos de silicio) y 3 diodos de excitación.
Rótor de polos a garras. Consta de un arrollamiento de excitación
anular y de dos mitades polares configuradas a modo de garras que se
encajan sobre la bobina y engranan una en otra (fig. 6-22). Normal-
mente disponen de 12 polos o bien 6 pares de polos. El arrollamiento
y las mitades de polos se encuentran sobre el árbol del rotor. Los
extremos del arrollamiento de excitación van a dos anillos aislados
del árbol del rotor.
Funcionamiento
En los tres arrollamientos independientes del estátor, que están
521
Figura 6-22. Generador trifásico (vista en corte).

Diodos de excitación Diodos de potencia Escobillas de carbón
~---9-~--l
D'n~~B+W
Ií"y-l, L_:!-.J
Baterla
0+ r---l
, - Rotor- + OJ' i:~; i
L 0-, .
____ _ ___ X?Eo:--J
Regulador de contacto, no incorporado ...1...
Figura 6-24. Conexiones de un generador trifásico.
Figura 6-23. Esquema de la constitución de un gene-
rador trifásico.
r---------:::;,
i '
ii+----6"
R
0+
Figura 6-25. Regulador de dos contactos.
conectados en estrella (fig. 6-24), se producen en virtud de su dispo-
sición tres tensiones alternas desfasadas siempre 120° unas de otras,
es decir, se produce una corriente trifásica.
En el generador trifásico se distinguen tres circuitos de corriente:
Circuito de carga, circuito de excitación y circuito de excitación
previa.
Circuito de carga. En el circuito de carga se encuentran tres diodos
positivos, y tres diodos negativos, conectados en puente trifásico que recti-
fican la corriente trifásica. En el borne B + se toma el circuito de carga. Los
diosos positivos sustituyen al disyuntor de corriente inversa. Cuando la
tensión del generador es menor que la tensión de la batería, se impide que
pase la corriente de la batería al generador (corriente inversa).
Circuito de excitación. La corriente de excitación se deriva del arrolla-
miento del estátor y se rectifica por medio de un circuito puente trifásico que
consta de tres diodos de excitación y los tres diodos negativos del circuito de
carga, y se conduce al borne 0+. De este borne la corriente de excitación se
conduce a masa a través de los contactos del reguldor y del arrollamiento de
excitación.
Circuito de excitación previa. Como el pequeño magnetismo remanente
que existe en el rotor necesita un número alto de revoluciones para inducir una
tensión que sea mayor que la tensión umbral de los diodos, tiene que haber un
circuito de excitación previa que excite al generador hasta que se alcanza la
tensión umbral. Si la lámpara indicadora de la carga absorbe suficiente
corriente, se produce un campo magnético que se suma al remanente exis-
tente.
Reguladores para generadores trifásicos
La regulación de la tensión en los generadores trifásicos (sistema Bosch) se
efectúa fundamentalmente igual que en los generadores de corriente continua
(ver página 518).
Se distingue entre reguladores de contactos y reguladores electrónicos.
Reguladores de dos contactos (fig. 6-25)
Posición inferior: El arrollamiento de excitación obtiene la totalidad de la
tensión del generador a través de O +.

Posición media: El arrollamiento de excitación está enlazado con 0+ del
generador a través de una resistencia de regulación R. La excitación está
reducida a causa de la menor corriente de excitación.
Posición superior: Ambos extremos del arrollamiento de excitación están
conectados a masa: el arrollamiento de excitación está ponteado; se efectúa
una regulación completa hacia abajo del generador.
Reguladores electrónicos (fig. 6-26). Estos reguladores se denominan
también reguladores de transistores. En el regulador de transistores el transis-
tor T, está conectado en sentido de paso (emisor en el polo +, colector en el
polo - a través del arrollamiento de excitación, base negativa respecto al
emisor). El generador se excita y asciende la tensión de generador. Tan pronto
como la tensión sobrepasa el valor preestablecido, por ejemplo 14,6 V se hace
conductor el diodo Zener; en el transmitor T2 la base se hace negativa y pasa
una corriente emisor-colector que se limita mediante la resistencia R3.
De este modo la base del transistor T, está aplicada a una tensión positva.
El transistor T, se hace no conductor y se interrumpe la corriente de excitación.
La tensión del generador cae por debajo del valor preestablecido. El diodo-
Zener bloquea nuevamente el transistor T2; el transistor T, se hace conductor y
se establece de nuevo el estado de partida.
Este proceso se repite en rápida sucesión con lo que la tensión del
generador oscila en torno al valor preestablecido.
Dispositivo de protección contra sobretensión (fig. 6-27). El dispositivo
de protección contra sobretensión debe proteger de sobretensiones a los
diodos en generadores trifásicos de 28 V. Los bornes O + Y O - están
enlazados uno con otro mediante un tiristor. Entre un divisor de tensión
(resistenciasR" R 2, R3) Yel electrodo de mando del tiristor hay un diodo Zener.
Cuando un pico de tensión sobrepasa el valor de 31 V el diodo Zener se hace
conductor y «enciende» el tiristor. Los bornes O + y O - están entonces
cerrados en corto; el generador suministra sólo una pequeña tensión propor-
cionada por la excitación previa. La lámpara indicadora de la carga se enciende.
El tiristor, una vez encendido, no deja de ser conductor hasta que se para el
motor y se desconecta el interruptor de encendido y arranque.
Protección contra sobrecarga. En virtud del dimensionamiento electro-
magnético (poco hierro en el rótor) la curva revoluciones-corriente a tensión
de generador constante asciende muy rápidamente hasta que se alcanza la
corriente nominal y transcurre luego muy plana hasta los números de revolu-
ciones más altos. En esta zona el hierro está saturado (fig. 6-28). De este modo
la corriente del generador se limita mediante el dimensionamiento electro-
magnético del mismo.
() El generador trifásico no debe ponerse en servicio sin batería ni
regulador.
() Los bornes de las baterías no deben soltarse durante el servicio;
en virtud del magnetismo que desaparece se producen elevadas
tensiones de autoinducción que pueden traer como consecuen-
cia la perforación de los diodos.
o En el caso de carga rápida de la batería tiene que desembonarse
ésta del generador trifásico.
o El generador desmontado no debe someterse a verificaciones
con tensiones superiores a 40 V.
() El sentido de rotación del generador trifásico es arbitrario; si se
cambia el sentido de rotación habrá que cambiar el disco de ven-
tilación, caso de que vaya provisto el generador de ventilador de
aletas.
Figura 6-26. Regulador transistorizado.
i I
i I, ,
Figura 6-27. Dispositivo de protección
contra sobretensiones.
40
Q) t~
'O~
~ ~20
~·E
'" 010
~ '-'
I max
.E~o -.J
o 2000 4000 11min
Número de revoluciones _
Figura 6-28. Característica de un generador
trifásico.
523

524
Sentido de paso
+
Sentido de bloqueo
+
o
1>1 o 0>--8»E>1-1-o
Figura 6·29. Conexión de diodos.
to
'"'"c.
Q)
'C
Q)
...e
Q)
'C
5U
O 0.1 0.9
Tensión de paso - -
Figura 6·30. Zona de paso de diodos.
Zona
de
Zona de
bloqueo
o--f;¡f--<>
-- +
Zona de
paso
u-
Figura 6·31. Característica de un diodo.
Tensión en sentido
---- de bloqueo
Tensión Zener
-- +
~----o
Diodo Zener
e
Q) oQ)
Q) :::J
"'c::re oQ)-
o¡: .Q
5 Q)
u'C
Figura 6·32. Característica de un diodo
lener en la .zona de trabajo.
6.2. Componentes electrónicos
En la fabricación de componentes electrónicos se emplean materia·
les semiconductores. Su conductibilidad eléctrica es menor que la de
los metales, pero mayor que la de los materiales aislantes; este
comportamiento depende mucho de la temperatura. Los materiales
semiconductores más importantes son el silicio y el germanio.
6.2.1. Diodos
El diodo es un componente semiconductor con dos conexiones que
tiene la propiedad de permitir el paso de la corriente eléctrica
solamente en un sentido y bloquearla en el sentido contrario (fig. 6·
29).
Cuando el diodo está conectado en sentido de paso, basta una
tensión pequeña para que sea conductor. La tensión a la que el diodo
se hace conductor se denomina tensión umbral. La tensión umbral de
los diodos de germanio es aproximadamente de 0,3 V, Yen los diodos
de silicio aproximadamente 0,7 V(fig. 6·30). Cuando se sobrepasa la
tensión umbral decrece fuertemente la resistencia del diodo, es decir,
pasa por él una gran cantidad de corriente. Esta zona se denomina
zona de paso.
Con el fín de impedir la sobrecarga y con ella la destrucción del
diodo, tiene que llevarse a cabo una limitación de la corriente
mediante una resistencia adecuada al respectivo tipo de diodo.
Cuando el diodo está conectado en sentido de bloqueo, toda la
tensión está aplicada a él; en el sentido de bloqueo no debería
teóricamente pasar corriente, pero sin embargo todos los diodos
comerciales que se emplean dejan pasar en sentido de bloqueo una
corriente muy pequeña, denominada corriente de bloqueo. Esta zona
se denomina zona de bloqueo (fig. 6·31).
Si continúa aumentando la tensión en sentido de bloqueo,
asciende así bruscamente la corriente de bloqueo. Tiene lugar la rup·
tura, es decir, pasa una gran corriente, denominada corriente de
ruptura. Esta zona recibe el nombre de zona de ruptura (fig. 6·31). El
diodo pierde entonces su efecto de válvula (paso solamente en un
sentido). Los diodos no deben funcionar por lo general en la zona de
ruptura, ya que se destruyen muy fácilmente.
Variado
El variado es un diodo especial (marca registrada de la firma Bosch),
que se emplea en la parte elétrica de los automóviles. Se trata de un
diodo de germanio con ascenso de la tensión especialmente
empinado inmediatamente después de sobrepasarse la tensión
umbral. Se utiliza predominantemente en reguladores de tensión con
fines de control.
Diodos limitadores
Los diodos limitadores reciben el nombre de diodos Zener o también
diodos-Z por el nombre de su inventor. Los diodos limitadores
funcionan exclusivamente en la zona de bloqueo y en la zona de paso,
es decir están siempre conectados en sentido de bloqueo, Los diodos
Zener son de silicio con una inflexión muy aguda en la transición de la

zona de bloqueo a la de paso (fig. 6-32). Debido a ésto después de
sobrepasada una tensión de bloqueo determinada, llamada tensión
Zener, se obtiene bruscamente un ascenso de corrietne empinado.
Esta propiedad se aprovecha especialmente para cometidos de
control y regulación.
6.2.2. Transistores
El transistor se compone de tres capas semiconductoras que tienen
cada una una conexión eléctrica. Según sea la disposición de las capas
semiconductoras se distinguen transistores PNP y transistores NPN.
Las capas semiconductoras con sus conexiones son el emisor E, el
colector e y la base B (fig. 6-33).
Los transistores se emplean como interruptores o bien como
relés, y también como amplificadores. El transistor en su función
como interruptor cumple las siguientes exigencias: sin necesidad de
contactos conecta con pequeña corriente de mando una gran corrien-
te, de trabajo; ya que no existen partes móviles mecánicamente,
trabaja sin desgaste y sin ruido. Los procesos de conexión se efec-
túan sin retardo, en el campo de microsegundos. Además, no puede
producirse salto de chispa.
Transistor PNP. Durante el funcionamieto de un transistor PNP la
base y el colector están siempre conectados negativamente respecto
al emisor (fig. 6-34). Si se aplica una tensión continua entre emisor y
base, fluye una pequeña corriente de base (corriente de mando) y con
ello una gran corriente de colector (corriente de trabajo). La corriente
de base se limita por medio de una resistencia.
Cuando se interrumpe la corriente de base, se interrumpe también
la corriente de colector. Tiene lugar asimismo una interrupción de la
corriente de colector cuando la base se conecta positivamente.
Si se aumenta la corriente de base mediante elevación de la
tensión entre emisory base, se eleva en medida esencialmente mayor
la corriente de colector, es decir, que la corriente de base-controla a la
corriente de colector. La relación de la variación de la corriente de
colector respecto a la variación de la corriente de base, se denomina
amplificación.
Transistor NPN. Durante el funcionamiento de un transistor NPN
la base y el colector están siempre conectados positivamente
respecto al emisor(fig. 6-35). La interrupción de la corriente de colec-
tor se efectúa mediante interrupción de la corriente de base o bien
mediante conexión negativa de la base. Todos los restantes procesos
transcurren igual que en el transistor PNP.
6.2.3. Tiristores
El tiristor es un interruptor electrónico gobernable con propiedad de
rectificador. Consta de cuatro capas semiconductoras en serie. Tres
de estas capas semiconductoras están dotadas de conexiones: el
ánodo A, el cátodo K y la puerta G que es el electrodo de mando.
Según sea la disposición de las capas semiconductoras, se distinguen
tiristores-puerta-P y tiristores-puerta-N (fig. 6-36).
Cuando el tiristor se conecta como interruptor en el circuito de
corriente continua, se «enciende» mediante la corriente de mando
(fig. 6-37). El tiristor debido a ello conduce entre ánodo y cátodo;
525
Transistor PNP Transistor NPN
Figura 6-33.
Srmbolos de conexión de transistores.
+
Figura 6-34.
Transistor PNP haciendo de interruptor.
+
Figura 6·35.
Transistor NPN haciendo de interruptor.
Tiristor- Puerta-P Tiristor- Puerta-N
Cátod0t: t-• Conexión
Anodo de mando
Figura 6·36.
Srmbolos de conexión de tiristores.
+
Figura 6-37.
Tiristor haciendo de interruptor.

526
tc:
1/)
CIl CIl
-eg
e'ü
CIl '"
Eo.'" >
z eo~----------~====
o
Momento de giro M__
Figura 6-38, Característica de un motor
de excitación en serie.
puede dejar pasar una corriente de carga muy grande. Después del
encendido ya no es necesaria la corriente de mando, pues el tiristor
sigue siendo fundamentalmente conductor. Para el encendido basta
un impulso de mando. El tiristor puede bloquearse, es decir, apagar-
se de nuevo, mediante un impulso de extinción o bien haciendo des-
cender la tensión a un valor muy pequeño.
6.3. Consumidores de electricidad
6.3.1. Arrancador
Los motores de combustión interna tienen que ser puestos en marcha
(arrancados) con energía exterior. En el arranque hay que vencer la
inercia de las masas y las resistencias de rozamiento y de compresión
del motor.
Las resistencias debidas al rozamiento son extraordinariamente
grandes en el caso de motor frío. El arranque tiene que ser realizado
con un número mínimo de revoluciones. Únicamente alcanzado ese
número mínimo de revoluciones puede reunirse en el cilindro del
motor Qtto una mezcla capaz de inflamarse y en el motor Diesel
conseguirse el calor de compresión necesario para el autoencendido.
Los arrancadores constan de un motor de corriente continua de
excitación en serie, y del piñón con dispositivo de engrane. Puede
haber además un acoplamiento de sobrepaso (piñón libre de rodillos)
o un embrague de discos múltiples.
Un motor de corriente continua. de excitación en serie está construido de
forma similar a la de un generador de corriente continua. pero el arrollamiento
de excitación (arrollamiento de campo) y el arrollamiento del inducido están
conectados en serie, A causa de su gran absorción de corriente (unos 2000 A)
son de pocas espiras de alambre de cobre grueso. La intensidad de la corrien~e
y el momento de rotación son máximos al comienzo de la rotación (fig. 6-38).
Conforme va aumentado el número de revoluciones va siendo menor el
momento de rotación del motor y menor la corriente a causa de la autoinduc-
ción en el inducido (el inducido gira en el campo magnético). El momento de
rotación es dependiente de la intensidad del campo de excitación y de la
intensidad de la corriente en el inducido,
Colector. El colector actúa como inversor de corriente (conmuta-
dor), tiene el cometido de invertir la corriente, o bien de conducirla a
las distintas bobinas. de manera que el inducido gire siempre en el
mismo sentido.
Piñón del arrancador. Es de una aleación de cobre y estaño, o de
acero, y tiene un dentado especial. No puede tener fijación rígida al
árbol del inducido del arrancador. pues teniendo en cuenta la
necesaria relación de las ruedas dentadas. que es de 9:1 a 15:1. el
rótor una vez arrancado el motorde combustión giraría con número de
revoluciones inadmisiblemente alto, que daría lugar a la destrucción
del arrancador. Mediante un piñón libre de rodillos o un embrague de
discos múltiples, se suelta por lo tanto la unión rígida existente en,tre
el piñón y el árbol del inducido cuando aumentan las revoluciones del
motor de combustión. Al abrirse el interruptor de arranque, el piñón es
retraído por la fuerza de un resorte. Mediante la relación de
transmisión entre el piñón de arranque y la corona que hay en el

volante. se adaptan el momento de rotación y el número de
revoluciones del arrancador al momento de rotación del motor de
combustión o bien al número de revoluciones del motor necesario
para arrancar (número mínimo de revoluciones de arranque).
Los tipos de arrancadores más importantes son: arrancadores de
piñón libre y movimiento rotatorio de engranes. arrancadores de
piñón corredizo de una etapa. arrancadores de piñón corredizo con
movimiento rotatorio de engrane y arrancadores de inducido co-
rredizo.
6.3.1.1. Arrancadores de piñón libre y movimiento rotatorio de
engrane
El piñón va montado en una rosca de paso largo del árbol del inducido
(fig. 6-39). Cuando se acciona el arrancador obtiene éste inmediata-
mente toda la tensión y gira en seguida subiendo de velocidad, con lo
cual el piñón. en virtud de su inercia y del efecto de tornillo de la rosca
de paso largo. avanza y engrana en la rueda dentada del volante.
Entre el vástago del piñón y el árbol del inducido hay un resorte amortigua-
dor enrollado de tal manera que se comprime cuando se realiza el engrane.
Dtlbido a esto el flujo de fuerza entre el piñón y la corona dentada no se
establece bruscamente y se reduce algo·la solicitación mecánica mientras se
realiza el engrane.
Cuando después del proceso de arranque el motor (la corona dentada)
gira más deprisa que el piñón. éste se desplaza hacia atrás por la rosca de paso
largo de su vástago y se desengrana de la corona dentada del volante.
Los arrancadores de movimiento rotatorio de engrane libre apro-
vechan el impulso del inducido que ya está muy acelerado antes de
realizarse el engrane. A causa de esto. con pOCéj potencia tienen un
par de arranque grande.
6.3.1.2. Arrancadores de piñón corredizo de una etapa
El árbol del inducido está dotado de ranuras longitudinales. El piñón
va guiado en estas ranuras y es desplazable axialmente: El estableci-
miento del engrane del piñón en la corona dentada se efectúa por lo
general mecánicamente. a través de un cable o de una palanca.
Cuando se acciona el cable, la palanca de acoplamiento que encaja en
el casquillo guía de un manguito desplazable. hace que se desplace el
pif,ón axialmente hacia la corona dentada. Cuando el piñón está com-
pletamente engranado. la palanca de acoplamiento acciona el
interruptor de arranque y de este modo el motorde arranque no recibe
tensión hasta que el piñón está totalmente engranado (fig. 6-40).
Si cuando se va a establecer el engrane tropieza diente contra diente. el
resorte de engrane, queda comprimido, el motor de arranque se conecta y
comienza a girar y el piñón entra en la corona dentada por la tensión del
resorte previamente comprimido.
Cuando después del proceso de arranque el motor (corona dentada) gira
más deprisa que el piñón. éste seguiría engranado en tanto permaneciera
accionado el dispositivo de engrane. Para evitar que se destruya el inducido
debido a las grandes fuerzas centrífugas. se incorpora entre el piñón y el árbol
del inducido una rueda libre que posibilita en este caso la separación entre el
motor y el arrancador.
Bobina de Pieza Borne de
Placa
cojinete
lado del
colector
Inducido
527
Placa cojinete
lado accionamiento
Resorte helicoidal
Figura 6-39. Arrancador de piñón libre y movimiento
rotatorio de engrane.
Pedal
"
guía
olector
Figura 6-40. Arrancador de piñón corredizo.

528 Instalación eléctricé
Rueda libre de rodillos. Consta del anillo de rueda libre con las
Resorte helicoidal curvas de deslizamiento de los rodillos, de los rodillos y de los
Curva de desliza- resortes helicoidales. Los rodillos se deslizan sobre el vástago del
miento de los rodi- piñón (fig. 6-41). Las curvas de deslizamiento de los rodillos se van
IIos estrechando en un sentido.
Rodillo
Cuando el anillo de rueda libre es accionado por el motor de arranque, lO!
rodillos se presionan hacia la parte de las curvas de deslizamiento que se VI
Anillo de rueda estrechando; debido a ésto el- vástago del piñón se acopla con el motor dE
libre arranque.
Después del proceso de arranque los rodillos son presionados en contra dE
la fuerza de los resortes a la parte más ancha de las curvas de deslizamieto po'
medio del piñón que se acciona ahora por el motor(corona dentada) con mayal
Figura6·41. Rueda libre de rodillos con cuña exterior. velócidad; con ésto cesa el arrastre por fricción.
r----------------Arrolla~iento -~
I M en serie I
i _R A I
L_ _ to____~_~
Figura 6·43. Circuito interno de un arrancador de
piflón cOHedizo con movimiento rotatorio de engrane.
Arrollamiento
de a
Interruptor
de arranque
Figura 6·42. Arrancador de piflón corredizo con movi-
miento rotatorio de engrane.
6.3.1.3. Arrancador de piñón corredizo con movimiento rotatori4
de engrane
En el arrancador de piñón corredizo con movimiento rotatorio di
engrane (fig. 6-42) se mueve sobre la rosca empinada del árbol de
inducido, la pieza de arrastre acoplada con el piñón a través de ur
mecanismo de rueda libre.
La pieza de arrastre es empujada elásticamente hacia adelante por medi,
de la palanca de acoplamiento, movida por el conectadar magnético, y se ponl
en movimiento de rotación por medio de la rosca empinada. En cuanto el piñól
se enfrenta con un diente a un hueco entre diente y diente de la corona, SI
establece inmediatamente el engrane. Si tropieza diente contra diente s,
comprime el resorte del lado del piñón hasta que el corrector magnético co
necta la corriente del inducido. El inducido gira y el piñón se corre sobre la su
perficie frontal de la corona hasta que se establece el engrane.
El conectadar tiene dos arrollamientos, uno de acción y otro de retención
Para la acción funcionan juntos ambos arrollamientos. Cuando se conecta J¡
corriente del arrancador, se pone en cortocircuito el arrollamiento de acción, '
el conectador magnético se retiene ahora solamente mediante el arrollamien
to de retención (fig. 6-43). Una vez arrancado el motor, el piñón gira libre-
mente a causa de la rueda libre de rodillos, pero permanece engranado COI
la corona dentada en tanto esté accionado el interruptor de arranque.

532
________ Martillo
Placa
Encendido adelantado
Figura 6-50. Modo de funcionar el dispositivo
automático por depresión.
ión
Figura 6-52. Distancia de contactos y ángulo de
cierre.
~.:--:-",:",-c,,",~-,-,,~_~:,":~~.~,:,,··:.
positivo son empujados hacia fuera por la fuerza centrífuga conforme va
aumentando el número de revoluciones. Con esto giran las levas del ruptor en
el sentido de rotación del árbol del distribuidor; los contactos del ruptor abren
antes.
El dispositivo de avance automático por depresión (fig. 6-50),
tiene el cometido de adelantar el punto de encendido del motor en de-
pendencia de la carga. Actúa generalmente sólo en la zona de carga
parcial.
La depresión reinante en el tubo de admisión. que depende de la carga res-
pectiva del motor. se entrega a la cápsula de depresión del regulador. La mo-
dificación de la posición de la membrana que está tensada previamente por un
resorte. se transmite a través de una varilla de tracción al portacontactos sus-
ceptible de giro. El portacontactos con el ruptor gira en sentido contrario al del
árbol del distribuidor; los contactos del ruptor se abren antes.
Con el dispositivo de avance automático por depresión con varia-
ción adicional para encendido retrasado (fig. 6-51), se consigue me-
diante el retraso del punto de encendido a ralentí que el motor se ca-
liente más y con ello arde mejor la mezcla rica en combustible yaire.
Resorte de compresión de
la cápsula de retraso
Retraso
Avance
Cápsula de retraso con membrana anular Conexión de tubería a
la cápsula de avance
Figura 6-51. Dispositivo de avance automático por
depresión con cápsula de avance y cápsula de retraso.
Ángulo de cierre. El tiempo de cierre es el tiempo durante el cual
están cerrados los contactos del ruptor. Dado que el tiempo de cierre
es muy pequeño y además varía en función del número de revolucio-
nes del motor, no es apropiado para realizar mediciones comparativas
(ensayo del motor). Por lo tanto, se mide el ángulo de giro del árbol del
distribuidor que es proporcional al tiempo de cierre.
El ángulo de giro del árbol del distribuidor, que se recorre entre
dos chispas de encendido, recibe el nombre de distancia de encen-
dido y (fig. 6-52).
360°
Y = Número de cilindros

stalación eléctrica
el mismo. sentido que la tensión de batería aplicada anteriormen-
La tensión de autoinducción actúa contra una descomposición
usca del campo magnético; además en el caso de no existir el con-
nsador de encendido se formarían chispas en los contactos del rup-
r (arco inverso).
Condensador de encendido. El condensador de encendido
pide que se formen chispas en los contactos del ruptor quese abre y
este modo se ocupa de interrumpir exactamente el circuito pri-
uio. Debido a esto se deshace rápidamente el campo magnético,
n lo cual se alcanza una alta tensión de encendido en el arrolla-
ento secundario. De este modo se preservan los contactos del
ptor.
En el instante de abrirse el par de contactos el condensador absorbe yal-
Icena la energía eléctrica producida por autoinducción y descarga de este
¡do los contactos del ruptor. Esta carga eléctrica es entregada de nuevo al
·ollamiento primario de la bobina con los contactos del ruptor separados y
ne como consecuencia una oscilación amortiguada entre el arrollamiento
,mario y el condensador de encendido. Cuando el condensador no trabaja
rfectamente, $e forman chispas en los contactos del ruptor. Esto tiene como
nsecuencia una mayor abrasión de los contactos, alterándose el ángulo de
me y el punto de encendido.
Distribuidor de encendido (fig. 6-48). El distribuidor de encendi-
I consta de la tapa con las conexiones para los cables de alta ten-
:>n y los electrodos fijos, el rotor del distribuidor, el árbol del distri-
lidor con levas, el portacontactos con el ruptor, los equipos de
·ance del encendido centrífugo y de depresión, el condensador de
Icendido y el cuerpo del distribuidor.
Ruptor. Es un interruptor accionado por leva que consta de la
Tapa del
distribuidor
lanca del ruptor (martillo), el yunque y la leva. La palanca del ruptory
yunque están fijados sobre el portacontactos y llevan los contactos Cápsu
e son por lo general de wolframio. Cuando la palanca del ruptor desde depresión
nsa por presión del resorte sobre el yunque, el circuito primario está R t lit'"' ~_Lup or na Inu>u
rrado.
Cuerpo
distribuidor
531
Electrodos fijos
del distri-
r con levas
Condensador
e encendido
Dispositivo de avance
automático centrífugo
Dispositivo de avance automático del punto de encendido por
Enza centrífuga. Se ocupa automáticamente de variar correctamen-
el punto de encendido. Dado que para que se realice la combustión
, la mezcla de combustible y aire se necesita en todos los números
, revoluciones del motor aproximadamente el mismo tiempo, de
ns a 2 ms, la chispa de encendido tiene que inflamar la mezcla en el
omento oportuno para que la presión máxima de la combustión
nga lugar en el instante posterior al punto muerto superior.
Figura 6-48. Distribuidor de encendido.
A carga parcial existe una mezcla menos inflamable, que además
ele todavía más lentamente. Por lo tanto se debe adelantar adicio-
Ilmente el encendido.
Existen dispositivos de avance por fuerza centrífuga y por depre-
Sn.
El dispositivo de avance automático por fuerza centrífuga
g. 6-49) tiene el cometido de adelantar el punto de encendido del
otor en dependencia del número de revoluciones. La característica
i la variación del avance del punto de encendido se determina para
~ condiciones de funcionamiento del motor a plena carga.
El árbol del distribuidor con las levas del ruptor asienta en forma giratoria
bre el árbol de accionamiento del distribuidor. Los pesos centrífugos del dis-
Encendido retardado Encendido adelantado
Figura 6-49. Modo de funcionar el dispositivo de
avance automático por fuerza centrífuga.

6.3.1.4. Arrancador de inducido corredizo
En estado de reposo el inducido está desplazado axialmente
saliéndose de los arrollamientos de campo. El piñón se acciona por
medio del árbol del inducido, a través de un embrague de discos múl-
tiples. El arrancador tiene 3 arrollamientos de campo: el arrollamiento
auxiliar, el arrollamiento de retención (arrollamiento en derivación) y
el arrollamiento principal (arrollamiento de excitac'lón en ser'le). Para
posibilitar el movimiento axial del inducido, éste dispone de cojinetes
largos y de un colector ancho. Están previstos además un resorte
recuperador, un relé de mando con puente basculante y un trinquete
con disco de disparo (fig. 6-44).
El proceso de engrane se efectúa en dos etapas. En la primera etapa el
inducido se desplaza axialmente mediante el campo magnético de los arrolla-
mientos auxiliar y de retención, engranando el piñón de la corona dentada
mientras gira lentamente el inducido.
Con esto el disco de disparo que se encuentra en el colector levanta la
palanca de disparo y da paso a la segunda etapa de conexión en el relé de
mando. El arrollamiento principal obtiene ahora tensión a través del puente
basculante del circuito de mando (fig. 6-45).
Entre el inducido y el piñón está incorporado un embrague de discos múlti-
ples. Una vez engranado el piñón este embrague establece suavemente el flujo
de fuerza entre el árbol del inducido y el piñón. Cuando la corona dentada
adelanta al piñón, se suelta el embrague de discos múltiples actuando
entonces como rueda libre. Con esta medida no pueden transmitirse al
inducido fuerzas de aceleración peligrosas una vez arrancado el motor. Si se
sobrepasa un momento de rotación determinado en el piñón, el embrague de
discos múltiples interrumpe el flujo de fuerza entre el inducido y la corona
dentada (protección contra sobrecarga) preservándose así el arrancador, el
piñón y la corona dentada.
Los arrancadores de inducido corredizo se emplean sobre todo
para grandes motores Dtto y Diesel. Los arrancadores de gran
potencia están dimensionados para una tensión nóminal de 24 V,
mientras que el resto del circuito eléctrico tiene frecuentemente una
tensión nominal de 12 V, Con el motor en servicio están conectadas
en paralelo dos baterías de 12 V; durante el proceso de arranque se
conectan en serie las baterías por un conmutador y solam¡¡¡nte el
arrancador obtiene la tensión de 24 V,
Reglas para el trabajo
o El colector tiene que estar limpio y poseer una superficie lisa. Los
colectores no redondos tienen que rectificarse. No deben ser tra-
tados con lima ni con papel de lija para pretender arreglarlos.
e El aislamiento entre laminillas debe aserrarse o fresarse hasta l/z
de anchura de la rendija.
® Las escobillas deben poder moverse fácilmente en los portaes-
cobillas, Las escobillas muy gastadas deben ser sustituidas y el
colector torneado de nuevo.
@> Los cojinetes generalmente están constituidos a modo de
cojinetes autolubricantes. Estos cojinetes no deben ser lavados
con medios de limpieza que disuelvan las grasas.
529
Primera etapa
Arrollamiento Interruptor
principal electromagnético
aro
Segunda etapa
Figura 6-44. Arrancador de inducido corredizo.
Corona Arrollamiento Arrollamiento Arrollamiento
d'¡~d' ,,""';Ó, ,",;1;" p,;",;p~~
I,~~ I
I I
~_ 31 _~
Figura 6-45. Circuito interno de un arrancador de
inducido corredizo.

530
Interruptor
de encendido
1549-_--.
i I Bobina de
encendido
T Ruptor
I
-L -.o- -
1l
;~~~ren- " ,-
Bujías
Figura 6-46. Esquema de una instalación de encendi-
do por batería.
Borne 15 4
directriz
Figura 6-47. Constitución y esquema de
una bomba de encendido.
• Los bornes terminales de batería oxidados, bornes de conexión
flojos, contactos de interruptor requemados y conducciones
eléctricas defectuosas aumehtan la resistencia de los conducto-
res y son muchas veces la causa de que falle la instalación de
arranque.
• Es recomendable que para arrancar se desconecten todos los
demás elementos consumidores de electricidad.
6.3.2. Instalaciones de encendido
En todos los motores Qtto la mezcla de combustible y aire se
enciende por acción externa. Esto se realiza por medio de una chispa
eléctrica que produce la instalación de encendido. La chispa ha de
encender la mezcla de combustible y aire en el instante preciso, en
todas las condiciones de funcionamiento. Para esto la tensión de
batería de 6 V, o bien de 12 V, se transforma a la tensión de encen·
dido de aproximadamente 6000 V a 24000 V, con el fin de que puede
saltar una chispa en los electrodos de la bujía. Además, el punto dE
encendido tiene que ajustarse automáticamente, conforme a las res·
pectivas condiciones de revoluciones y de carga.
6.3.2.1. Instalaciones de encendido por bobina y ruptor mecánicc
Constan del interruptor de encendido, la bobina de encendido, el dis·
tribuidor de encendido con ruptor, el condensador de encendido, lO!
dispositivos de avance automático del punto de encendido por fuer·
za centrífuga y por depresión y las bujías (fig. 6-46). Como fuente de
energía se emplea la batería (instalación de encendido por batería)
Bobina de encendido. Tiene el cometido de transformar la ten·
sión de batería a la tensión de encendido necesaria. En este caso le
energía de encendido se acumula brevemente y luego se entrega a lal
bujías en forma de descarga de alta tensión a través de los cables de
encendido. La bobina de encendido es en principio un transforma·
doro El núcleo consta de chapa de hierro en láminas. Sobre el núclec
se encuentra el arrollamiento de alta tensión que es de alambre de co·
bre aislado, delgado, y por encima el arrollamiento primario que es dE
alambre de cobre aislado, más grueso (fig. 6-47). Un extremo del arro·
lIamiento primario y un extremo del secundario están unidos entre sí 1
van conjuntamente al borne 1, el extremo contrario del arrollamientc
primario va al borne 15 Yel extremo contrario del arrollamiento secun·
dario va al borne 4.
El circuito primario se abre y cierra por medio del ruptor.
Procesos durante el cierre y la apertura del ruptor. Durante el cie·
rre fluye desde B+ a masa, pasando por el borne 30, el interruptor dE
encendido, el borne 15 del primario, el borne 1 del primario y el par dE
contactos del ruptor una corriente que crea un campo magnético en e
arrollamiento primario. Durante la creación del campo magnético SE
produce en el arrollamiento primario una tensión de autoinducciór
dirigida en sentido contrario a la tensión aplicada y que por consi·
guiente retarda la rápida creación del campo magnético. Al abrirse e
par de contactos del ruptor el campo magnético trata de reducirse
muy rápidamente e induce con ello en el arrollamiento primario un¡
tensión de autoinducción de 200 V a400 V aproximadamente que tie-

El ángulo de giro del árbol del distribuidor, para el cual se cierran
los contactos del ruptor, se llama ángulo de cierre a.
El ángulo de giro del árbol del distribuidor en que están abiertos
los contactos del ruptor se llama ángulo de apertura p.
y = a+p
Frecuentemente el ángulo de cierre se indica también en porcen-
taje del ángulo y (fig. 6-53). En este caso el ángulo y corresponde
al 100%.
Con el fin de garantizar que se separen con seguridad los contac-
tos del ruptor, no debe descenderse de las siguientes distancias de
apertura máxima: 0,30 mm en los motores de cuatro cilindros, 0,25
mm en los motores de seis cilindros.
Cualquier modificación de la distancia de los contactos hace va-
riar el ángulo de cierre y el punto de encendido.
Primeramente hay que ajustar la distancia de los contactos y
con ello el ángulo de cierre y después el punto de encendido.
La disminución de la distancia de los contactos produce un aumento del
ángulo de cierre y simultáneamente un retraso del punto de encendido.
El aumento de (a distancia de contactos produce una disminución del
ángulo de cierre y simultáneamente un adelanto del punto de encendido.
Cuando los contactos ya están adaptados entre sí no es posible ajustar el
ángulo de cierre con una galga o calibre de espesores, a causa de la deforma-
ción de las superficies de contacto por el desplazamiento de material entre los
polos; cuando se trata de contactos nuevos tampoco se produce un valor muy
preciso.
El ajuste preciso del ángulo de cierre sólo es posible con el empleo del
aparato de medición del ángulo de cierre electrónico (página 546).
Bobinas de encendido de alta potencia. Estas bobinas se
construyen para alta tensión de encendido y para alto número de
chispas.
Para conseguir un número de chispas por minuto más alto con alta
tensión de encendido, es necesario que la corriente primaria sea
mayor y además ascienda más rápidamente (fig. 6-54).
Esto se consigue mediante las siguientes medidas:
La corriente primaria aumenta por cuanto se reduce la resistencia del arro-
llamiento primario mediante el empleo de un alambre de cobre más grueso.
Se consigue un ascenso más rápido de la corriente y con ello también un
ascenso más rápido del campo magnético en la bobina de encendido, median-
te el empleo de materiales especialmente aleados para el núcleo de hierro, que
opongan una resistencia menor a la variación del campo magnético.
Con tensión de autoinducción reducida la corriente primaria asciende
asimismo más deprisa. La tensión de autoinducción va reduciéndose con el
cuadrado del número de espiras, es decir si el número de espiras se reduce a la
mitad la tensión de autoinducción será solamente la cuarta parte de su valor
primitivo. La reducción del campo magnético mediante la reducción del núme-
ro de espiras se compensa de nuevo mediante elevación de la corriente
primaria.
Durante el funcionamiento la corriente primaria fluye sólo brevemente a
causa de la apertura y cierre permanentes de los contactos del ruptor; además,
la tensión de autoinducción impide que se consiga el valor máximo de la
corriente primaria, que se denomina también corriente de reposo (fig. 6-55).
533
l.-cilindros S-cilindros 6-cilindros 8-cilindros
% Grados % Grados % Grados % Grados
45 30
55
50
35 65
50 45 60 30
55 40
70
55 50 60 65
45
40
75
60 65 70
55 35
50 80
70
65 75 45
60
75 85
70 55 80
Figura 6-53. Ángulo de cierre en % y en grados.
Bobina de encendido de alta
~ .~ 1--'-+--'----=-------
Cl> .,
.~ .~
ua.
Bobina de encendido normal
sin resistencia adicional
Tiempo t-
Figura 6-54.
Transcurso de la corriente primaria.
Contactos del ruptor
Cerrados Abiertos Cerrados Abiertos
~~==~t===~==~~Cl>... .,c: .-Cl> ~
'E E0'-
ul5.
Figura 6-55. Transcurso de la corriente primaria con
frecuencias diferentes de chispas.

534
Resistencia adicional
T
! 1 1Figura 6-56. Instalación de encendido por ponteo
de la resistencia adicional para el arranque.
15
''Y'-
30
+
T
I
....L
-1
R2~ R,
J
S 1---0--
1~lHIHCorriente Corriente
primaria de mando
Figura 6-57. Instalación de encendido transistorizada
gobernada por contactos.
Una corriente primaria mayor tiene también como consecuencia mayores
pérdidas de calor en el arrollamiento primario. Para hacer que la bobina de en-
cendido sea segura a la corriente de reposo. la corriente primaria tiene que li-
mitarse por medio de una resistencia adicional de 1 a 2 n. La resistencia adi-
cional descarga térmicamente la bobina de encendido. porque una parte del
calor se produce en ella y puede evacuarse fácilmente.
Al arrancar el motor desciende la tensión de la batería. por lo cual la ten-
sión de encendido y con ello la potencia de encendido. descienden también.
Si se pontea la resistencia adicional mediante un relé (fig. 6-56). o de un par
de contactos especiales en el conectador magnético del arrancador. se com-
pensa la caída de tensión de la batería y asciende por lo tanto la tensión de en-
cendido durante el proceso de arranque.
6.3.2.2. Encendido por bobina transistorizado
En una instalación de encendido por bobina convencional la poten-
cia y la tensión de encendido están limitadas por la capacidad de
carga eléctrica y mecánica de los contactos del ruptor. Las instala-
ciones de encendido por bobina transistorizado tienen una alta ten-
sión de encendido hasta los números de revoluciones del motor más
altos. Los componentes electrónicos trabajan sin inercia. no necesi-
tan mantenimiento y tienen gran duración.
Hay instalaciones de encendido por bobina transistorizado de go-
bierno por contactos y de gobierno sin contactos.
Encendido por bobina transistorizado gobernado por contactos.
La corriente primaria de aproximadamente 9 A se conecta mediante el
transistor T. El contacto del ruptor S gobierna el transistor(fig. 6-57).
Tan pronto como se cierra el contacto del ruptor S fluye una corrien-
te de mando de aproximadamente 1 A a masa a través del emisor E. la
base B y el contacto del ruptor S. Debido a esto el transistor pasa a ser
conductor y ahora fluye la corriente primaria con aproximadamente
9 A a masa a través del emisor E. el colector e y el arrollamie~to pri-
mario. A causa de la baja inductividad del arrollamiento primario (pe-
queño número de espiras) se crea muy rápidamente un fuerte campo
magnético.
En el instante de encendido el ruptor interrumpe la corriente de
mando. El transistor bloquea entonces la corriente primaria. porque ya
no es conductor el «tramo» emisor E-colector e.EI campo magnético
desaparece rápidamente. ya que a causa del transistor no puede pro-
ducirse chispa de arco inverso. De este modo los contactos del ruptor
no se desgastan.
Encendido por bobina transistorizado sin contactos. El gobier-
no del encendido por bobina transistorizado sin contactos de ruptura
mecánico y con un transmisor de impulsos de encendido. tiene las si-
guientes ventajas: no hay desgaste y por lo tanto no es necesario el
mantenimiento. el punto de encendido puede fijarse más exactamen-
te a cualquier número de revoluciones y en todos los estados de carga
del motor; no se produce prácticamente ninguna variación del punto
de encendido en tanto el distribuidor de encendido esté mecánica-
mente en orden.
El transmisor de impulsos de encendido tiene el cometido de pro-
ducir sin contactos los impulsos de mando. Estos impulsos se condu-
cen a la unidad de mando electrónica. con lo cual se provoca la chis-
pa en el instante de encendido.

Según sea el tipo de transmisorde impulsos de encendido, se dis-
tinguen transmisores de inducción y transmisores Hall.
Encendido por bobina transistorizado con transmisor de induc-
ción. El imán permanente, el arrollamiento de inducción y el núcleo
constituyen el estátor. En el árbol del distribuidor está dispuesto el
rotor (rueda transmisora de impulsos). El núcleo y la rueda transmi-
sora de impulsos son de acero magnético dulce, es decir, fácilmente
magnetizable. El rotor y el estátor tienen apéndices en forma de dien-
tes (fig. 6-58).
Al girar el rotor va variando el intersticio existente entre los dien-
tes del rotor y los dientes del estátor. Debido a ello varía periódi-
camente el campo magnético en el arrollamiento de inducción y se in-
duce una tensión (fig. 6-59).
La tensión máxima se induce en el instante en que los dientes del rotor
están frente a los dientes del estátor. Si continúa girando el rotor, aumenta el
intersticio entre los dientes y la tensión cae en forma empinada. Mediante la
caída de tensión en el transmisor se provoca el choque de corriente de descar-
ga en el aparato de formación de impulsos de encendido.
Encendido por bobina transistorizado con transmisor Hall (TSZ-
h). El transmisor Hall (fig. 6-60) es un interruptor de mando electróni-
co cuya acción se basa en el efecto Hall. Sirve como transmisor de im-
pulsos que provoca el choque de corriente de descarga en el aparato
de formación de impulsos de encendido.
El transmisor Hall consta de la barrera magnética (imán perma-
nente con piezas conductoras magnéticamente blandas) así como de
un circuito de semiconductores integrados denominado Hall-IC. Por
IC (Integrated Circuit) se entiende un microcircuito electrónico en el
que los más diferentes componentes electrónicos están enlazados
entre sí de forma inseparable en el' espacio más pequeño posible.
El rotor del distribuidor está configurado como rotor de diafrag-
mas, cuyo número de diafragmas corresponde al de cilindros del mo-
tor. El ancho de diafragma b corresponde al ángulo de cierre y no
puede variar. El rotor de diafragmas se mueve en el entrehierro de la
barrera magnética.
El efecto Hall aparece en una capa semiconductora circulada por
la corriente (capa Hall H) (fig. 6-61). Cuando existe un campo mag-
nético perpendicular a la capa Hall H se produce entre las superficies
de contacto A una tensión, la tensión Hall UH• La altura de la tensión
Hall depende de la intensidad del campo magnético.
Cuando entra un diafragma del rotor en el entrehierro de la barrera magné-
tica, el campo magnético se desvía del circuito integrado Hall; en el circuito in-
tegrado Hall se verifica que la tensión Hall UH "" O. El circuito integrado Hall ha
desconectado. Cuando el diafragma sale del entrehierro, el campo magnético
choca sobre la capa Hall, existe nuevamente tensión Hall y el circuito
integrado Hall conecta. En el instante de la conexión el circuito integrado Hall
emite el impulso que provoca el choque de corriente de descarga en el apara-
to de formación de impulsos de encendido.
6.3.2.3. Encendido por condensador de alta tensión
Recibe también el nombre de encendido por tiristor.
El aparato de distribución se compone del elemento de carga, el
condensador acumulador, el tiristor que hace de interruptor de poten-
cia y el transformador de encendido. En el elemento de carga se trans-
Imán permanente,
Entrehierro variable
535
Arrollamiento de
inducción con núcleo
Rueda transmisora
de impulsos
Figura 6-58. Transmisor de inducción (esquema fun-
cional).
Tiempo -t
Figura 6-59. Transmisor de inducción - Transcurso
temporal de la tensión de inducción.
Diafragma de ancho b
Figura 6-60.
Transmisor Hall (esquema funcional).
Campo magnético
I 1,1
Superficie
de contacto
Capa Hall Superficie de contacto
Figura 6-61. Efecto Hall.

536
,-
I
I
.....L..
Condensador acumulador
·+1-~I
~orriente 1
de carga ,
Elemento r.hde carga
i i. .J
1 Transfor-
, mador de
......~>--___...._L......;~_...J encendido
El tiristor bloquea
la corriente de descarga
Figura 6-62. Proceso de carga en el encendido por
condensador de alta tensión.
+
T
I
I
.....L..
t Corriente
de descarga
Descarga a través del tiristor
Figura 6-63. Proceso de descarga en el encendido por
condensador de alta tensión.
Encendido condensador
.g20 I-'--+-~.¡¡;
!15r-~---r--+---T
'ª10 1---+-+~
5r--+-+--+--r-~-+--4
rpm
°0~~~6~OOO~~~12~OO~0~lA~m-in-l~8~OO~O
Número de chispas-
Figura 6-64. Alta tensión en dependencia del número
de chispas.
Encendido JY " ':;;:::]
- condensador--;1 --
-+- /-~/
- l~~didO ruptor
- -/r.7.:Éncendido'
-7í translstorozado
/ 1¿;.-
I
forma la tensión continua en tensión alterna, se. eleva aproximada-
mente a 400 V, se rectifica y se carga con ella el condensador acu-
mulador (fig. 6-62).
En el instante de encendido se activa el tiristor a través de un rup-
tor o de un transmisor de impulsos de encendido sin contactos; el ti-
ristor se enciende y pasa con ello a ser conductor. El condensador se
descarga bruscamente en el arrollamiento primario(fig. 6-63). El cho-
que de corriente de descarga produce en el arrollamiento secundario
una alta tensión de inducción, es deicr la tensión de encendido. El ti-
ristor bloquea de nuevo cuando el condensador está casi descarga-
do. En el estado de bloqueo se carga nuevamente el condensador.
6.3.2.4. Comparación de los sistemas de encendido
Alta tensión. La instalación de encendido por condensador de alta
tensión presenta en todos los números de revoluciones una tensión
de encendido uniformemente alta, mientras que la tensión de encen-
dido en la instalación de encendido por bobina transistorizado y espe-
cialmente en las instalaciones de encendido por bobina con interrup-
tor de la corriente primaria mecánico cae fuertemente cuando es
grande el número de chispas. Especialmente en revoluciones del
motor muy bajas y altas se puede aumentar la tensión de encendido
en los dos últimos sistemas con la instalación de una bobina de
encendido de alta potencia con resistencia adicional y ponteo de la
misma durante el proceso de arranque del motor (fig. 6-64).
Ascenso de la tensión (fig. 6-65). El valor máximo de la tensión
secundaria se consigue en el encendido por condensador de alta ten-
sión aproximadamente después de 10p..s, en los dos sistemas con
bobina una vez transcurridos de 130 p..s a 170p..s. Debido a esto se re-
duce mucho la sensibilidad del encendido por condensador de alta
tensión contra pérdidas por corriente de fuga, es decir durante el as-
censo de la tensión -todavía no ha saltado la chispa de encendi-
do- no se pierde energía eléctrica a través de capas conductoras for-
madas por los residuos de la combustión en el pie del aislador'de la
bujía.
Por la ausencia de pérdidas por derivación la chispa del encen-
dido por condensador de alta tensión es tan rica en energía pero de
tan corta duración (aproximadamente de 0,1 ms a 0,3 ms). A causa de
la corta duración de la chispa esta instalación es sólo apropiada para
determinados motores en los que en este corto tiempo se garantice
un encendido de la mezcla de combustible y aire; por este motivo el
encendido por condensador de alta tensión no es en muchos casos
apropiado para adaptarlo posteriormente.
6.3.2.5. Peligros de accidente en las instalaciones de encendido
con equipos electrónicos
Existe riesgo para la vida si se tocan partes del circuito primario y del
circuito secundario que conducen corriente. Son instalaciones en las
que cuando se trabaja en ellas hay que tomar medidas de seguridad
80 120 ",s 180 especiales.
Tiempot-- Tales trabajos son: cambio de partes, como bujías, bobina de en-
-20
O 40
Figura 6-65.
= 100%)
T
cendido, distribuidor, contactos del ruptor, cables de encendido, o
ranscurso de la tensión (tensión máxima . . .
bien el acopiamiento de Instrumentos de ensayo tales como el tacó-
metro, la pistola estroboscópica, el oscilógrafo de encendido.

fundamentalmente, cuando se realizan trabajos en las instala-
ciones de encendido con equipos electrónicos se ha de desconectar
el encendido o desembornar la batería.
6.3.2.6. Instalaciones de encendido electromagnético
Las magnetos o platos magnéticos se emplean predominantemente
en las motos y en pequeños motores estacionarios, a causa de su
construcción compacta. Generalmente se trata de instalaciones de
generador de volante magnético. Constan de una rueda polar rotativa
dotada de imanes permanentes, del inducido de encendido con arro-
llamiento primario y arrollamiento secundario, del ruptor, del conden-
sador de encendido y de una leva que gira con el número de revolu-
ciones del cigüeñal (fig. 6-66).
La rueda polar rotativa induce con sus polos norte y sur dispues-
tos alternativamente una tensión en el arrollamiento primario. Cuan-
do están cerrados los contactos del ruptor pasa por el arrollamiento
primario del inducido de encendido una corriente que produce un
campo magnético (fig. 6-66a y b). El ruptor se abre en él instante de
mayor intensidad de corriente, es decir cuando es máximo el campo
magnético en el arrollamiento primario. Este es el caso cuando en
virtudode la posición de la rueda polar cambia bruscamente el sentido
del campo magnético en el inducido de encendido (fig. 6-66c). De-
bido a la rápida variación del campo magnético se induce una alta ten-
sión en el arrollamiento secundario. El condensador de encendido co-
nectado en paralelo con el ruptor, impide la formación de chispas en
los contactos del ruptor y acelera la descomposición del campo mag-
nético. Dado que la leva gira con el número de revoluciones del cigüe-
ñal, se produce una chispa de encendido a cada vuelta de éste. Esto
responde a las exigencias que se dan en los motores de dos tiempos
monocilíndricos. En el caso de los motores de cuatro tiempos mono-
cilíndricos se produce a cada segunda vuelta del cigüeñal una
denominada «falsa chispa» que cae precisamente en el tiempo de
escape.
Para evitar que se produzca un retroceso durante la puesta en mar-
cha, se arranca frecuentemente con encendido retardado. Mediante
ajuste manual o porfuerza centrífuga se gira en sentido de giro la leva
que está dispuesta móvil; debido a esto obtiene el motor de nuevo el
necesario encendido adelantado.
Además de los volantes magnéticos gobernados por contactos
hay también instalaciones de encendido electromagnético de semi-
conductores, gobernadas sin contactos. Hay instalaciones de encen-
dido electromagnético de alta tensión por condensador e instalacio-
nes de encendido electromagnético transistorizado.
Instalación de encendido electromagnético de alta tensión por
condensador. En el inducido del generador de carga se induce me-
diante la rueda polar rotativa una tensión alterna que se rectifica y
carga en el condensador acumulador (fig. 6-67).
En el instante de encendido el transmisor de impulsos de encen-
dido produce una tensión y activa el tiristor. que pasa a ser con-
ductor. El condensador se descarga bruscamente en el arrollamiento
primario del transformador de encendido. El choque de corriente de
descarga produce en el arrollamiento secundario una alta tensión de
537
Arrollamiento secundario Arrollamiento
Inducido
lB""
a
1
b
T
c
Figura 6-66. Magneto o plato magnetico.
Transformador de encendido
Tiristor
Condensador
acumulador--:::J:.-I
Inducido del
Generador de im-
pulsos de encendido
inducción, es decir la tensión de encendido. Figura 6-67. Instalación de encendido electromagnético
de alta tensión por condensador.

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