Los motores eléctricos se clasifican bajo algunos tipos básicos: corriente continua (CC), corriente alterna (CA) de fase simple, y CA multifase. Cada uno de estos tipos tiene muchos diseños. Los motores CA utilizados en los lavavajillas, aspiradoras y lavadoras funcionan con CA de fase simple. Aunque los motores CA de fase simple funcionan de modo eficiente, no pueden arrancar sin cierta asistencia. Un capacitor agrega una fase extra transitoria para arrancar el motor.

Repulsión magnética

La mayoría de los diseños de motores eléctricos, ya sean CA o CC, utilizan las fuerzas de los campos magnéticos opuestos para girar un rotor. Para esto, el motor tiene un juego de campos magnéticos sobre el rotor y un juego que lo rodea. Al girar el rotor, los campos magnéticos se invierten, manteniendo polos magnéticos iguales (norte con norte, sur con sur) enfrentados unos con otros. Dado que los polos iguales se repelen entre sí, esto mantiene al rotor girando. Las fuerzas de repulsión magnética continúan a través de toda la rotación de 360 grados del rotor.

Motores CA

El tipo más simple de motor CA necesita electricidad trifásica para funcionar. El motor multifase saca ventaja de tres ciclos de corriente superpuestos, llamados fases, para operar las fuerzas magnéticas en el motor. Cada una de las tres fases separadas se conecta a un juego de bobinas magnéticas espaciadas por 120 grados. Aunque esto sea apropiado para configuraciones comerciales e industriales, la corriente eléctrica que llega a tu hogar tiene solamente una o dos fases. Un motor de fase simple necesita partes adicionales para funcionar correctamente.

Problema de la fase simple

Las bobinas de un motor operado por una fase única CA alternan todas al mismo tiempo, invirtiendo los polos norte y sur al unísono. Esto crea un problema que se llama cero par de torsión de arranque. Aunque pueda operar un motor que ya esté corriendo, no tiene impulso para iniciar un motor desde un punto muerto. Puedes arrancarlo girándolo con la mano, ¿pero quién querría encender una aspiradora con las manos?

Capacitor e interruptor de arranque

Un capacitor, conectado a una bobina separada en el motor, crea una corriente eléctrica alternante delante de la fase principal por 90 grados. Esto sucede porque la corriente a través del capacitor conduce el voltaje por 90 grados. Durante el arranque de un motor, un interruptor conecta un capacitor y una bobina especial de arranque al motor. Luego de que el motor alcanza la velocidad de operación, el interruptor desconecta el capacitor. Si el capacitor permanece conectado al motor, coloca un peso sobre la eficiencia del motor.

Capacitores de arranque y funcionamiento

Otro diseño apenas más costoso utiliza dos capacitores, uno de mayor valor para arrancar el motor y uno más pequeño para mantenerlo en funcionamiento. Este diseño también utiliza un interruptor para administrar el arranque del motor. Para motores más grandes de fase simple, esto ayuda a mejorar la potencia.