Ayer Ramón anduvo charlando en el foro de Bultaco Mercurio con varios amigos interesados en temas de electricidad, y le quedó un post de lo más claro con relación al funcionamiento de los alternadores en nuestras motos. Tanto que creo que merece la pena darle al «Copiar – Pegar» para traerlo aquí y que no se pierda, por lo clarificador que resulta. Allá va:
«Os quiero explicar algunos conceptos sobre los alternadores de las clásicas.
1º – La tensión generada depende de la velocidad y de la carga (potencia de las bombillas)Si se mide sin bombillas, suele llegar a 35V, los de «6V»
Al conectarle las bombillas la tensión se «amorra» hasta 6V en función de la impedancia del altenador y la resistencia de las bombillas.
2º – La impedancia del alternador (resistencia en alterna) aumenta proporcionalmente con la tensión y la velocidad. La resistencia de las bombillas es constante. Al aumentar la impedancia el «amorre» es mayor a alta velocidad compensando el aumento de tensión y hace que la potencia sobre la bombilla sea bastante estable con la velocidad.
3º – Los fabricantes de magnetos jugaban con estos parámetros, tensión y impedancia para obtener corriente estable sobre bombillas de 6V sin necesidad de regulador, que tampoco había en los años 50. Para esto convenía tener tensiones grandes y impedancias grandes. En realidad los alternadores no son de 6V sinó que son de 4 Amperios. Dan casi la misma corriente con una bombilla que con un cortocircuito. Son generadores de corriente constante, no de tensión constante.
4º – Alguien no me va a creer: si montamos bombillas de 12V en vez de 6V, de la misma potencia obtenemos MAS LUZ aunque menos constante con la velocidad. Esto es porque las bombillas de 12V tienen resistencia 4 veces mayor: 6 ohmios contra 1,5 ohmios para 25W. Las bombillas de 12V amorran la tensión mucho menos que lo calculado por el fabricante, hasta el punto que FUNDEN! Es un error clásico: poner bombillas de 12 V para que no se fundan, y se funden más. Por qué? porque su resistencia es mas alta y el alternador aumenta su rendimiento porque se amorra menos.
5º – Para que no fundan basta poner un regulador de 12V en paralelo.
6º – Como norma general, si una moto lleva 25W de faro, es que el alternador entrega 4A. Si ponemos bombillas de 12V nos llegará a dar 45W a máxima velocidad. Eso sí, al ralenti lucirá un poco menos que con las de 6V.
El compromiso es ponerle 12V 35W y regulador de 12V.
Lo podéis probar, pero hay que cambiar todas las bombillas a 12V.
6º – Rebobinar no aumenta la potencia del alternador! esta sólo depende de los imanes y el núcleo de las bobinas. Caso aparte son los 5 bobinas, que se pueden rebobinar para aprovechar la bobina de freno y la de posición para aumentar, doblar potencia.
7º – Otra paradoja: si quitamos espiras aumenta la corriente proporcionalmente: mitad de espiras doble corriente. La tensión baja a la mitad, pero la impedancia del alternador baja por 4, con lo cual la corriente se dobla. No lo probéis, porque la sección del hilo no será adecuada y se calentará. Pero dentro de unos límites razonables, quitar algunas espiras hace que aumente la luz.
¡Tema curioso el elecromagnetismo!«
¿A que merecía la pena?
Hola, muy interesante la información que dáis. Sin embargo, y con el ánimo de complementar vuestro artículo, me gustaría decir que bajo mi punto de vista la afirmación 2 es parcialmente cierta. dicha afirmación dice que la impedancia del alternador es proporcional a la tensión y a la velocidad. Dado que dicha impedancia valdrá w*L, és obvio que sí es proporcional a la velocidad (a través de w), pero no lo es a la tensión (L no es función de dicha tensión; Básicamente lo es al cuadrado del número de espiras). Por otro lado, afirmar que EL ALTERNADOR se comportará como una fuente de corriente sólo será cierto si el valor del producto w*L es mucho mayor que el valor de la Resistencia de la bombilla. Por ejemplo, Si L=2e-3 H (tíico valor para una bobina de encendido de vespa 6v) y la moto trabaja a 5000 rpm esto implica que w*L=2*Pi*83,33*2e-3=1 ohm. Fíjaos que no podemos afirmar que 1 ohm >> 1.5 ohms y por tanto tampoco lo será decir que se comportará como una fuente de corriente. Un saludo y felicidades por el artículo.
Victor, la impedancia no es el único factor que determina la tensión, sino que es la que permite estabilizar la potencia entregada a distíntos régimenes de giro.
Vamos a profundizar un poco:
El otro criterio limitador es el flujo magnético causado por los imanes sobre la reluctancia magnética del núcleo, dividido por el número de espiras. Los volantes de dos bobinas y 4 imanes trabajan entorno a las 600 Amperios -espira, y con 150 espiras se convierten en 4A. El alternador no puede dar más corriente que ésta, incluso en cortocircuito.
En términos de potencia, la potencia deseada dividida por w =2 Pi F, ( f es 100 Hz a 3000RPM con 4 imanes) tiene que ser igual a la energia acumulada en la bobina con 4A.
Son 25W dividido por 600= 0,04 julios a 4 A. Como E= 1/2 L i2, L tiene que ser de 0,04×2/16, o sea 5 mH. Con 5 mH la impedancia que has caculado aumenta a 2,5 ohmios, bastante mayor que la resistencia de la bombilla.
La inductancia de la bobina hay que considerarla montada dentro del volante, en la posicion de mínima reluctancia, es decir, con los polos alineados con los respectivos del volante.
Es posible que medida al aire, sea como tú dices, de 2mH.
Finalmente, la tensión en circuito abierto es proporcional a la inductancia y a la derivada del flujo magnético. una inductancia de 1H que varíe 1A/s genera 1V a 1Hz.
Una inductancia de 5mH genera 5mV a 1A/s a 6000RPM ó 200Hz, pasando de +4 a -4A, la derivada de corriente es de 8×400=3200Hz/s aproximadamente, lo cual dá aproximadamente 5mVx3200= 16V, exactamente lo que medimos en un magneto de 6V a 6000RPM, en circuito abierto.
Los 16V con 2,5 ohmios de impedancia sobre una bombilla de 1 ohm (35W a 6V) dá exactamente 6,4V!!!
Para tener 12 V, doblariamos el número de espiras, para obtener 20mH, 2A y 10 ohmios de impedancia de salida.
Saludos
Julian, tienes razón en todo. tu respuesta ha resuelto muchas de las dudas y suposiciones erróneas que había realizado. Efectivamente la bobina la medí «al aire» y no en su posición final. También tienes razón al indicarme que dado que el volante es de 4 imanes a 5000 rpm su frecuencia es el doble de la que yo había calculado (83,33×2=166.66 HZ). Lógicamente con esos números si es cierto que la impedancia del alternador sea claramente mayor que la resistencia de la bobina, y que por tanto, su comportamiento sea el de una fuente de corriente. Un saludo y mil gracias por la explicación.