La fuerza contraelectromotriz ( contraEMF , CEMF , contraEMF ) [1] es la fuerza electromotriz (EMF) que se manifiesta como un voltaje que se opone al cambio de corriente que la indujo. CEMF es la EMF causada por inducción electromagnética .
Por ejemplo, el voltaje que aparece a través de un inductor o bobina se debe a un cambio en la corriente que provoca un cambio en el campo magnético dentro de la bobina y, por lo tanto, el voltaje autoinducido. [1] [2] La polaridad del voltaje en cada momento se opone a la del cambio en el voltaje aplicado, para mantener la corriente constante. [1] [3]
El término fuerza contraelectromotriz también se utiliza comúnmente para referirse al voltaje que se produce en los motores eléctricos donde hay un movimiento relativo entre la armadura y el campo magnético producido por las bobinas de campo del motor o el campo magnético permanente, actuando también como generador mientras funciona como motor. Este efecto no se debe a la inductancia del motor, que genera un voltaje en oposición a una corriente cambiante a través de la ley de Faraday, sino a un fenómeno separado. Es decir, la fuerza contraelectromotriz también se debe a la inductancia y a la ley de Faraday, pero se produce incluso cuando la corriente del motor no cambia, y surge de las consideraciones geométricas de una armadura que gira en un campo magnético.
Este voltaje está en serie con el voltaje aplicado originalmente y se opone a él, y se denomina "fuerza contraelectromotriz" (según la ley de Lenz ). Con un voltaje general más bajo a través de la resistencia interna del motor , a medida que el motor gira más rápido, la corriente que fluye hacia el motor disminuye. [4] Una aplicación práctica de este fenómeno es medir indirectamente la velocidad y la posición del motor, ya que la fuerza contraelectromotriz es proporcional a la velocidad de rotación de la armadura. [5]
En el control de motores y la robótica, la fuerza contraelectromotriz a menudo se refiere más específicamente al uso del voltaje generado por un motor giratorio para inferir la velocidad de rotación del motor, para su uso en un mejor control del motor de maneras específicas. [6]
Para observar el efecto de la fuerza contraelectromotriz de un motor, se puede realizar este sencillo ejercicio: con una luz incandescente encendida, haga que se ponga en marcha un motor grande, como un taladro de columna, una sierra, un compresor de aire acondicionado o una aspiradora. La luz puede atenuarse brevemente cuando el motor se pone en marcha. Cuando la armadura no está girando (lo que se denomina rotor bloqueado), no hay fuerza contraelectromotriz y el consumo de corriente del motor es bastante alto. Si la corriente de arranque del motor es lo suficientemente alta, reducirá el voltaje de la línea lo suficiente como para provocar una atenuación notable de la luz.