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Un motor es un componente electromecánico que produce una salida de desplazamiento para una entrada de voltaje, es decir, una salida mecánica generada por una entrada eléctrica. Deduciremos la función de transferencia para una clase particular de sistema electromecánico, que es el servomotor de cd controlado por armadura (Mabeklos, 1980). A continuación, en la figura 1 se ilustra el diagramaesquemático del motor, y la función de transferencia que se va a deducir se puede apreciar en la figura.
En la figura 1 se forma un campo magnético mediante imanes permanentes estacionarios o mediante un electroimán estacionario llamado campo fijo. Un circuito giratorio llamado armadura, por el que circula una corriente iαt, pasa por este campo magnético a ángulos rectos y detecta una fuerza,F=Bliαt, donde B es la intensidad del campo magnético y l, la longitud del conductor. El par resultante hace girar al rotor, que es el elemento giratorio del motor.

Figura 1. Diagrama esquemático del motor.
Para entender el comportamiento del motor descrito en el modelo anterior es necesario empezar por comprender el comportamiento de las corrientes electricas en presencia de los campos magneticos.A partir de la figura 1.1, una corriente electrica, i, que fluye en un alambre de longitud, l, en presencia de un campo magnetico de intensidad experimenta una fuerza F, igual a
F=Bli

Figura 1.1. alambre que acarrea una corriente en un campo magnetico
Este principio se puede usar para construir un motor, debido a que la fuerza producida se puede usar para mover un miembro rotatoriodenominado rotor. Basicamente, se adjunta el alambre al rotor, se crea un campo magnetico con imanes y se permite a la fuerza actuar para mover el rotor. En la figura 1.3(a) se muestra al alambre enredado longitudinalmente alrededor del rotor cilindrico, el cual se denomina armadura. El nucleo esta hecho de hierro suave que conduce lineas magneticas de fuerza. Los imanes estan cortaoes de modo que en lasuperficie del rotor las lineas de flujo magnetico son perpendiculares. La fuerza producida estangente al rotor y origina que la armadura gire. Cada uno de los lados del lazo experimenta una fuerza dada por la ecuacion F=Bli. De esta manera, la fuerza total, F, que actua tangencialmente al nucleo, es
F=2Bliαt

Figura 1.3 a)alambre que acarrea corriente en un rotor; b)alambre que acarreacorriente en un rotor con conmutacion y bobinas añadidas a los imanes permanentes para incrementar la intensidad de flujo magnetico

Donde iα es la corriente a traves del alambre de la armadura. Si el radio de la armadura es r, entonces el par desarrollado, Tm, es
Tm=rF=r2Bliαt=ktiα
Donde kt=r2Bl se denomina la constante de par , e iα es la corriente de armadura. Para desarrollar mas par, se puedeincrementar la intensidad del campo magnetico, B, o de manera equivalente kt, enrollando una bobina alrededor de los imanes permanentes como se muesta en la figura 1.3 (b).
Existe un problema con el motor en la figura 1.3(a). A medida que el segmento de alambre que se muestra cerca del punto A pasa el punto A, la fuerza aun esta hacia abajo y la armadura empezara a girar en la direccion opuesta.Para corregir esto, necesitamos invertir el sentido del flujo de corriente iα, cuando el segmento de alambre alcance el punto A.se requiere otra inversion en el A. La figura 1.3(b) muestra como se puede invertir la corriente en el alambre cada media vuleta para mantener girando a la armadura en la misma direccion. Al usar anillos de deslizamiento a los que estan conectados las puntas de losalambres y escobillas, las cuales estan estacionarias y descansan sobre los anillos de deslizamiento, cerrando el circuito para que fluya iαt, la corriente se invierte cada media vuelta. Este arreglo de anillos de deslizamiento y escobillas se le denomina conmmutador.
Hasta ahora se ha visto que la fuerza existe sobre un alambre enrollado sobre la armadura. Ahora exploramos la posibilidad de que el...