MÁQUINAS ROTATORIAS
Introducción
Una de las aplicaciones más importantes del electromagnetismo son las máquinas rotatorias o convertidores electromecánicos.
Entre estos convertidores se incluyen:
• Generadores: Transforman energía mecánica en energía eléctrica.
• Motores: Transforman energía eléctrica en mecánica.
El fundamento teórico de estos convertidores se encuentra en los tres principios fundamentales de la inducción electromagnética, estudiados en apartados anteriores que podemos resumirlos en:
• Una corriente eléctrica que circula por un conductor arrollado en un núcleo metálico hace que este se comporte como un imán.
• Las corrientes ejercen fuerzas entre si a distancia.
• Cuando se mueve un conductor en el seno de un campo magnético, se induce una sobre él una corriente eléctrica.
No es objeto de este trabajo analizar todos los tipos de maquinas que existen, más bien el objetivo es dar una breve noción de cómo se transforma la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.
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Partes
A continuación, antes de pasar a analizar el funcionamiento de estas máquinas, se describen todas y cada una de sus partes.
Toda máquina eléctrica rotativa consta de los siguientes elementos básicos.
Inductor
Es una de las dos partes fundamentales de las máquinas rotatorias (Figura 1). El inductor es el encargado de crear y conducir el flujo magnético. También se le llama estator por ser la parte fija de la maquina.
Figura 1
Las partes del inductor representadas en la Figura anterior son:
• Núcleo: Parte de material ferromagnético encargada de confinar el flujo magnético creado por los devanados inductores. En ocasiones se le denomina culata.
• Polos: Son dos alargamientos del núcleo en los cuales se instalan los devanados inductores. Se les llama así por que actúan como los polos de un imán cuando sus respectivos devanados son recorridos por una corriente eléctrica.
• Expansión Polar: es un ensanchamiento de los polos cerca del inducido.
• Devanado inductor: Conjunto de espiras que producirá un flujo magnético cuando sean recorridas por una corriente eléctrica.
Inducido
Se denomina también rotor por ser la parte giratoria de la máquina (Figura 2). El inducido consta de:
Figura 2
• Núcleo: El núcleo del inducido está formado por un cilindro de chapas magnéticas generalmente construidas de acero laminado con un 2% de silicio para reducir las pérdidas. Este cilindro se fija al eje de la maquina descansando sobre unos cojinetes que facilitan la posibilidad de giro del mismo.
Las chapas que forman el núcleo del inducido tienen unas ranuras donde se alojan los hilos de cobre que forman las espiras del devanado inducido.
• Devanado inducido: Se encuentra conectado al circuito exterior por medio del colector y sus delgas (Figura 3). En él es donde se produce la conversión de energía.
Este devanado se suele construir de cobre electrolítico cuya resistividad es 0,0017 mm2/m a 20º de temperatura.
Figura 3
Escobillas
Se fabrican de carbón o grafito, se deslizan sobre las delgas del colector. Su función es transmitir la energía eléctrica de la red al inducido en el caso de motores o viceversa si es un generador (Figura 3).
Entrehierro
Es el espacio existente entre la parte fija y la móvil de la maquina,es decir, entre la culata y el rotor (Figura 3 y Figura 4). 
Figura 4
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Generadores
Los generadores son máquinas capaces de convertir energía mecánica en energía eléctrica. Su principio de funcionamiento es la Fuerza de Lorentz ( Ecuación 1)
 (1)
Para ello es suficiente con imaginar una espira rotando en el interior de un campo magnético. Como se ha visto en el apartado de Flujo variable. Al hacer rotar una espira en un campo magnético, varia el flujo magnético que atraviesa su superficie (Figura 5):
F (t) = B · S · Cos (2 · p · f · t) (2)
Donde f = 2 · p · f · t 
Figura 5
Al variar el flujo en la espira aparecerá una corriente que tratará de contrarrestar dicha variación.
Este método es el utilizado para obtener fuerzas electromotrices sinusoidales. Si el ángulo toma el valor de  y aplicamos la ley de Faraday y Lenz nos queda:
 (2)
Si representamos los valores de  (Figura 6), obtenemos una gráfica de tipo sinusoidal.
Figura 6
En el apartado de laLey de Faraday y Lenz se estudia, de forma más detallada, las consecuencias de variar el flujo que atraviesa una espira.
En el caso de un generador, el inducido (bobina del rotor) al girar hace la función de las mencionadas espiras, mientras el inductor (bobina del estator) crea el campo magnético. Por tanto al hacer girar el rotor se producirá el efecto descrito en párrafos anteriores.
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Motores
El funcionamiento de un motor es similar a un generador, está constituido por las mismas partes y también se utilizan para la conversión de energía. Una de las pocas diferencias es que en los motores la conversión de energía es la inversa a un generador (se transforma energía eléctrica en mecánica). Para esto, el inductor crea un campo en el que quedará inmerso el inducido. Si al mismo tiempo alimentamos el inducido con una corriente de forma adecuada, este se verá sometido a las estudiadas Fuerzas de Lorentz (Figura 7).
Figura 7
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