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20 Preguntas de Práctica de Electricidad básica con Respuestas

Todas las preguntas de práctica de Electricidad básica del Examen de práctica NATE de HVAC, con la respuesta correcta y una breve explicación.

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  1. 1. Un técnico mide 240 voltios en las terminales de una resistencia calefactora eléctrica y, con la pinza amperimétrica, lee 10 amperios en el único conductor que la alimenta. ¿Cuál es la resistencia del elemento?

    • A.240 ohmios
    • B.2400 ohmios
    • C.24 ohmios✓ Respuesta
    • D.2.4 ohmios

    La ley de Ohm establece que E = I x R, por lo tanto R = E / I. Al dividir los 240 voltios medidos en el elemento entre los 10 amperios que circulan por él se obtienen 24 ohmios. Observe que aquí la resistencia se calcula a partir de lecturas con el circuito energizado y no con un ohmímetro, ya que el ohmímetro aporta su propio voltaje y nunca debe conectarse a un circuito energizado.

    Ref. QB-NR3JNPFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — Ohm's law and basic circuit analysisReportar un problema con esta pregunta

  2. 2. Un técnico necesita conocer el consumo de corriente de una resistencia calefactora de 4,800 vatios que funciona a 240 voltios, para compararlo con la lectura de la pinza amperimétrica. ¿Qué corriente debería consumir el elemento?

    • A.11.5 amperios
    • B.2.0 amperios
    • C.200 amperios
    • D.20 amperios✓ Respuesta

    La relación de potencia es P = E x I, por lo que I = P / E. Al dividir 4,800 vatios entre 240 voltios se obtienen 20 amperios. Como una resistencia calefactora es una carga puramente resistiva, su factor de potencia es uno y los vatios igualan a los voltamperios, de modo que este cálculo sencillo coincide muy de cerca con la lectura de la pinza.

    Ref. QB-49J2WMFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — power formulas and electrical load typesReportar un problema con esta pregunta

  3. 3. En el circuito de control de una caldera, los contactos del termostato, un interruptor de retroceso de llama (rollout), un límite alto y la válvula de gas están conectados todos en serie en un mismo peldaño. El interruptor de retroceso se ha abierto. La unidad no hace absolutamente nada y no se indica ninguna falla. ¿Qué enunciado explica mejor el síntoma y el paso siguiente?

    • A.Las seguridades están en paralelo, así que la válvula abre parcialmente.
    • B.Una seguridad abierta siempre da código, así que el rollout queda descartado.
    • C.Un solo dispositivo abierto corta el peldaño; mida sobre cada control.✓ Respuesta
    • D.El rollout abierto pone en corto el control; cambie el fusible primero.

    Los controles de seguridad se cablean deliberadamente en serie con la carga que protegen, de modo que la apertura de cualquiera de ellos interrumpe la corriente hacia esa carga. En serie la corriente es la misma en todos los puntos, por eso un único dispositivo abierto deja la unidad muerta en lugar de funcionar parcialmente, y por eso una seguridad abierta suele presentarse como ausencia total de operación sin ningún mensaje. El dispositivo abierto será el que mida todo el voltaje de la fuente entre sus terminales, mientras que cada dispositivo cerrado mide casi cero.

    Ref. QB-MRQ7GNFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — schematic (ladder) diagrams and series safety controlsReportar un problema con esta pregunta

  4. 4. Dos motores de ventilador de condensador están conectados en paralelo a la misma alimentación de 240 voltios. El devanado de uno de los motores se abre. ¿Qué ocurre?

    • A.El motor restante funciona a la mitad de voltaje y velocidad.
    • B.El motor restante recibe el doble de voltaje y se recalienta.
    • C.El motor restante sigue a pleno voltaje; la corriente total baja.✓ Respuesta
    • D.Ambos motores se detienen: en paralelo la corriente es igual.

    En un circuito en paralelo cada rama recibe el mismo voltaje aplicado, y las corrientes de las ramas se suman para formar la corriente total. Por eso, perder una rama solo resta su corriente del total y no altera en nada el voltaje sobre la rama que sigue funcionando. Esta es la razón por la que las cargas se cablean en paralelo con la alimentación mientras que los interruptores y controles de seguridad se cablean en serie con su propia carga.

    Ref. QB-79M2ERFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — series and parallel circuit analysisReportar un problema con esta pregunta

  5. 5. Con el termostato pidiendo funcionamiento y el equipo energizado, un técnico coloca las puntas del multímetro en las dos terminales de un presostato que, según el esquema, debería estar cerrado en este punto de la secuencia, y lee todo el voltaje de control. ¿Qué indica esto?

    • A.Está abierto o con alta resistencia; un contacto cerrado cae casi cero.✓ Respuesta
    • B.Está cerrado y conduciendo; un contacto sano cae todo el voltaje.
    • C.El multímetro está en la función errónea; no se puede medir con tensión.
    • D.La carga está en corto, único caso con voltaje sobre el interruptor.

    Esta es la regla fundamental de caída de voltaje en el diagnóstico eléctrico. Un contacto cerrado casi no tiene resistencia, por lo que casi no cae voltaje sobre él; un contacto abierto interrumpe el circuito y todo el voltaje de la fuente aparece sobre la apertura mientras el circuito siga conteniendo una carga que complete el camino. Por lo tanto, un voltaje medible sobre un contacto que debería estar cerrado demuestra que está abierto o muy picado, no que esté funcionando.

    Ref. QB-QRS7ZRFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — digital electrical meters and voltage-drop troubleshootingReportar un problema con esta pregunta

  6. 6. En un diagrama de escalera (esquemático), ¿qué representan las dos líneas verticales trazadas en los lados izquierdo y derecho de la hoja?

    • A.Dos cargas separadas que deben energizarse para que opere un peldaño.
    • B.El conductor de puesta a tierra y la trayectoria de unión al chasis.
    • C.Las paredes izquierda y derecha del gabinete, para ubicar las piezas.
    • D.La alimentación de cada peldaño: L1 y L2, o vivo y común del control.✓ Respuesta

    Los dos rieles verticales de un diagrama de escalera son la fuente de alimentación de cada peldaño: L1 y L2 en una escalera de voltaje de línea, o los lados vivo y común del transformador de control en una escalera de baja tensión. Cada peldaño horizontal entre ellos es un circuito completo con exactamente una carga junto al riel derecho, y los interruptores y contactos de seguridad que la controlan se dibujan en serie a su izquierda. Como los peldaños se dibujan en orden de operación, la escalera es el tipo de diagrama más apto para seguir la secuencia de funcionamiento, a diferencia del diagrama pictórico, que muestra la ubicación física.

    Ref. QB-699Q8QFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — schematic (ladder) diagramsReportar un problema con esta pregunta

  7. 7. Un compresor dispara el interruptor termomagnético al instante en cada intento de arranque. Con el desconectador abierto, el capacitor descargado y los cables del compresor retirados, el técnico lee casi cero ohmios entre una terminal del motor y la carcasa del compresor. ¿Qué indica esto?

    • A.Nada anormal: los devanados están unidos a la carcasa.
    • B.Un devanado abierto, que siempre lee cero ohmios a tierra.
    • C.Un capacitor de marcha en corto, que conduce por su carcasa.
    • D.Un devanado a tierra en la carcasa; reemplace el compresor.✓ Respuesta

    El devanado de un motor debe estar aislado eléctricamente de la carcasa metálica, de modo que un motor sano mide una resistencia altísima —del orden de los megaohmios— entre cualquier terminal y el bastidor. La continuidad con la carcasa significa que el aislamiento se rompió y la corriente encuentra un camino a tierra, que es justamente a lo que responde un dispositivo de sobrecorriente o una protección de falla a tierra. Note la distinción que hace el técnico: un abierto es una interrupción del propio devanado, un corto es un camino no deseado entre devanados o espiras, y una tierra es un camino desde un devanado hasta el bastidor.

    Ref. QB-PREVTQFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — motor testing with digital meters, opens, shorts and groundsReportar un problema con esta pregunta

  8. 8. Una señal de 24 voltios del termostato energiza una bobina, y la bobina cierra un juego de contactos de gran capacidad que alimentan el voltaje de línea al compresor. ¿Qué enunciado describe correctamente esta disposición?

    • A.La bobina de 24 voltios es el circuito de control; sus contactos, la carga.✓ Respuesta
    • B.Control y carga son un solo circuito; el contactor reduce el voltaje.
    • C.La bobina y el compresor son cargas: ambos conducen corriente útil.
    • D.Los contactos llevan los 24 voltios y la bobina, la corriente de línea.

    Un contactor o relevador es el puente entre dos circuitos eléctricamente separados: un pequeño circuito de control energiza la bobina, y el campo magnético que ella genera cierra contactos que conmutan un circuito de carga mucho mayor. Esa separación es la razón por la que un termostato de baja tensión puede conmutar con seguridad un compresor a voltaje de línea, y por la que en un esquema la bobina y sus contactos llevan la misma letra de identificación aunque estén dibujados en peldaños muy alejados. Un contactor es simplemente un relevador de servicio pesado dimensionado para corrientes de línea, mientras que un elemento de sobrecarga es un dispositivo de protección que abre por corriente excesiva y no un dispositivo de conmutación gobernado por una señal de control.

    Ref. QB-Z8G2DHFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — control circuits versus load circuits, contactors and relaysReportar un problema con esta pregunta

  9. 9. Un calefactor eléctrico energiza sus resistencias por etapas, con intervalos de varios segundos, en lugar de todas a la vez. ¿Qué dispositivo hace esto y por qué se hace?

    • A.Un secuenciador: un calefactor calienta bimetales que cierran por etapas.✓ Respuesta
    • B.Un contactor, cuya bobina tarda segundos en formar su campo magnético.
    • C.Un límite alto que abre y cierra para ir conectando cada resistencia.
    • D.Un relevador de potencial, que corta las etapas al subir la contra-fem.

    Un secuenciador es un dispositivo de conmutación con retardo: la corriente por una pequeña resistencia calienta un elemento bimetálico que se dobla y cierra los contactos tras un retardo, y las etapas se escalonan usando varios juegos de contactos así. Conectar la carga resistiva por pasos limita la sobrecorriente momentánea y la perturbación mecánica y de voltaje que produciría conectar toda la carga de golpe. El retardo es térmico y no magnético, y esa es la diferencia clave entre un secuenciador y un relevador o contactor común.

    Ref. QB-HRN7YHFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — electric heat sequencers, relays and contactorsReportar un problema con esta pregunta

  10. 10. Un transformador de control está marcado con secundario de 24 voltios y 40 VA. ¿Cuál es la corriente máxima que puede entregar su secundario?

    • A.Aproximadamente 0.6 amperios
    • B.Aproximadamente 960 amperios
    • C.Aproximadamente 1.67 amperios✓ Respuesta
    • D.Aproximadamente 40 amperios

    VA significa voltamperios, la potencia aparente que el transformador puede entregar, por lo que el límite de corriente del secundario es VA dividido entre los voltios del secundario: 40 entre 24 da aproximadamente 1.67 amperios. Añadir accesorios de baja tensión que lleven la corriente total de bobinas y tarjetas por encima de esa cifra sobrecalentará el devanado o abrirá su fusible de protección; por eso se verifica el valor en VA antes de agregar relevadores, válvulas o compuertas a un circuito de control existente.

    Ref. QB-H5TQSRFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — transformers and control voltageReportar un problema con esta pregunta

  11. 11. Un técnico pregunta si puede usar una fuente de corriente continua en el primario de un transformador de control para una prueba de banco. ¿Cuál es la respuesta correcta?

    • A.Sí; un transformador funciona igual con alterna que con continua.
    • B.Sí, si la tensión continua coincide con la del primario marcado.
    • C.No, porque la continua invertiría la polaridad del secundario.
    • D.No; la inducción mutua exige corriente cambiante, y la continua no.✓ Respuesta

    La inducción mutua depende de un campo magnético que se expande y colapsa, algo que solo proporciona una corriente alterna. Con corriente continua constante el campo se vuelve estático tras el primer instante, de modo que no se induce voltaje en el secundario, mientras que en el primario solo queda su propia y baja resistencia de devanado para limitar la corriente, por lo que se sobrecalienta. Por eso también un transformador reductor de control, cuya relación de espiras fija la relación de voltajes, es estrictamente un dispositivo de corriente alterna.

    Ref. QB-ZMMJ7RFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — magnetism and mutual induction in transformersReportar un problema con esta pregunta

  12. 12. En una acometida monofásica un técnico lee 240 voltios entre las dos líneas vivas y 120 voltios de cualquiera de ellas al neutro. ¿Qué explica estas dos lecturas diferentes?

    • A.Un corto parcial a tierra en el neutro reduce una de las lecturas.
    • B.El secundario de la compañía tiene derivación central: el neutro.✓ Respuesta
    • C.Las dos líneas vivas se alimentan con dos frecuencias diferentes.
    • D.Una línea lleva corriente alterna y la otra corriente continua.

    El voltaje es una diferencia de potencial entre dos puntos, así que nunca es una propiedad de un solo conductor: siempre debe indicarse entre qué conductores se mide. Un secundario monofásico con derivación central entrega el voltaje completo del devanado entre sus dos extremos y la mitad desde cualquier extremo hasta la derivación central, que se pone a tierra y se usa como neutro. El mismo principio se aplica a los sistemas trifásicos, donde el técnico debe decir si la lectura es de línea a línea o de línea a neutro para que signifique algo.

    Ref. QB-J563YSFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — electricity generation and distributionReportar un problema con esta pregunta

  13. 13. Un técnico mide con pinza 8 amperios en un motor que funciona a 240 voltios, pero un medidor de potencia conectado al mismo motor indica menos vatios que 240 multiplicado por 8. ¿Cuál es la explicación?

    • A.El motor es inductivo: la corriente se atrasa y bajan los vatios.✓ Respuesta
    • B.El motor es resistivo, y lo resistivo da menos vatios que voltamperios.
    • C.La pinza está defectuosa: voltios por amperios siempre da vatios.
    • D.Los voltamperios faltantes se pierden como calor en los cables.

    El factor de potencia es la potencia real en vatios dividida entre la potencia aparente en voltamperios. En una carga puramente resistiva, como una resistencia calefactora, la corriente y el voltaje suben y bajan juntos, el factor de potencia es uno y los vatios igualan a los voltamperios. En una carga inductiva, como el devanado de un motor, un transformador o la bobina de un solenoide, el campo magnético que se forma y colapsa hace que la corriente se atrase respecto al voltaje, de modo que ambos van desfasados y el producto de las lecturas sobreestima el trabajo real realizado. La capacitancia tiene el efecto contrario, adelantando la corriente, y por eso se usa para compensar el factor de potencia atrasado de los motores.

    Ref. QB-2NYVCSFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — electrical load types and power factorReportar un problema con esta pregunta

  14. 14. Después de cambiar un compresor, un motor trifásico de ventilador de condensador gira al revés. ¿Cuál es la corrección correcta?

    • A.Intercambiar dos de los tres conductores de línea del motor.✓ Respuesta
    • B.Intercambiar los cables de arranque y marcha, como en un PSC.
    • C.Invertir los dos cables de baja tensión del termostato.
    • D.Añadir un capacitor de marcha a la tercera fase del motor.

    Un motor trifásico genera un campo magnético giratorio gracias a la separación fija de 120 grados entre sus tres fases, y el sentido de ese giro lo determina el orden en que llegan las fases. Intercambiar dos cualesquiera de los tres conductores de línea invierte la secuencia de fases y, por tanto, el sentido de rotación. Un motor trifásico no tiene devanado de arranque, capacitor de arranque, interruptor centrífugo ni relevador de arranque que intercambiar, por lo que los métodos de inversión de los monofásicos no aplican. Verifique el giro con el desconectador bloqueado antes y después del cambio, y vuelva a medir la corriente en las tres líneas tras la corrección.

    Ref. QB-K5HD5UFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — three phase motorsReportar un problema con esta pregunta

  15. 15. Un compresor trifásico funcionaba normalmente cuando se abrió el fusible de una de las líneas. ¿Qué comportamiento debe esperar el técnico?

    • A.Funciona normal con menor par y sin cambio medible de corriente.
    • B.Sigue girando, pero la corriente sube mucho en las dos líneas.✓ Respuesta
    • C.El motor se detiene y las dos líneas restantes leen cero amperios.
    • D.El motor se acelera, porque ahora tiene menos carga aplicada.

    La pérdida de una línea se llama funcionamiento monofásico o single-phasing. Un motor que ya está girando conserva inercia y campo residual suficientes para seguir en marcha, pero ahora debe producir el mismo trabajo con dos conductores en lugar de tres, por lo que la corriente en esos dos sube bruscamente y los devanados se sobrecalientan con rapidez. Un motor detenido no puede arrancar en absoluto, porque dos líneas solas no generan el campo giratorio. Por eso también importa el desbalance de voltaje: un pequeño porcentaje de desbalance de voltaje produce un porcentaje mucho mayor de desbalance de corriente, así que el técnico debe medir voltaje y corriente en las tres líneas y no solo en la que parece sospechosa.

    Ref. QB-3NB8JTFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — three phase motors and phase lossReportar un problema con esta pregunta

  16. 16. Un motor PSC de ventilador de condensador zumba pero no gira. Con la energía desconectada, el eje gira libremente con la mano. El técnico descarga y desconecta el capacitor y lo encuentra abierto. Al restablecer la energía, el motor consume corriente de rotor bloqueado hasta que abre la protección de sobrecarga. ¿Cuál es la causa más probable?

    • A.Un termostato en corto que energiza la bobina del contactor.
    • B.Un cojinete agarrotado, pues un motor que zumba siempre es mecánico.
    • C.Conductores de línea invertidos, que impiden el arranque monofásico.
    • D.Capacitor de marcha abierto: sin desfase no hay par de arranque.✓ Respuesta

    Un motor de capacitor permanente (PSC) mantiene su capacitor de marcha permanentemente en serie con el devanado de arranque, y ese capacitor es lo que desfasa la corriente del devanado de arranque respecto a la del devanado de marcha para crear un campo giratorio. Si el capacitor falla, el motor queda con un solo campo pulsante, que produce vibración y ruido pero ningún par de arranque, de modo que permanece calado consumiendo corriente de rotor bloqueado. El eje que gira libremente descarta un agarrotamiento mecánico, y el capacitor siempre debe descargarse a través de una resistencia y desconectarse antes de medirlo, nunca cortocircuitarse con un desarmador.

    Ref. QB-M5VQAVFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors and run capacitorsReportar un problema con esta pregunta

  17. 17. Un compresor hermético usa tanto un capacitor de arranque como uno de marcha. ¿Qué enunciado describe correctamente el capacitor de arranque y cómo se saca del circuito?

    • A.Un interruptor centrífugo interno lo retira al alcanzar velocidad.
    • B.Un relevador de potencial detecta la contra-fem y lo saca de línea.✓ Respuesta
    • C.El de arranque queda conectado y el de marcha sale al tomar velocidad.
    • D.Ambos quedan conectados; el relevador solo protege de sobretensión.

    Un capacitor de arranque tiene una capacitancia grande para dar un fuerte impulso de par de arranque, pero está construido para unos pocos segundos de servicio a la vez y falla si se deja energizado. Al acelerar el rotor, el devanado de arranque genera una fuerza contraelectromotriz creciente; la bobina del relevador de potencial detecta ese aumento de voltaje y abre sus contactos normalmente cerrados, sacando el capacitor de arranque del circuito. El capacitor de marcha es una unidad mucho más pequeña, de servicio continuo y rellena de aceite, que permanece en serie con el devanado de arranque mientras el motor funciona. Un compresor hermético está sellado, así que no puede usarse un interruptor centrífugo en su interior: eso es propio de los motores de fase partida abiertos.

    Ref. QB-4NPJQUFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors, start capacitors and potential relaysReportar un problema con esta pregunta

  18. 18. Con la energía desconectada, el capacitor descargado y todos los cables retirados, un técnico mide entre las tres terminales de un compresor hermético: de la terminal 1 a la 2 lee 2 ohmios, de la 1 a la 3 lee 5 ohmios y de la 2 a la 3 lee 7 ohmios. ¿Cuál terminal es la de arranque (Start)?

    • A.La terminal 2, porque el devanado de marcha tiene más resistencia.
    • B.La terminal 3: la lectura mayor es arranque a marcha, y 1 el común.✓ Respuesta
    • C.La terminal 1, pues el común da siempre la lectura más alta.
    • D.No se puede saber sin energizar y medir amperaje en cada terminal.

    En un compresor hermético de tres terminales, las tres lecturas son común a marcha, común a arranque y arranque a marcha, y esta última es la suma de las otras dos: aquí 2 más 5 da 7, lo que confirma que las lecturas son coherentes. La lectura mayor es siempre arranque a marcha, así que la terminal que no participa en ella es el común: la terminal 1. Desde el común, la lectura menor corresponde al devanado de marcha y la mayor al de arranque, porque el devanado de arranque se bobina con más espiras de alambre de menor diámetro y por eso tiene mayor resistencia. Este punto aparece invertido con frecuencia en material de estudio de baja calidad.

    Ref. QB-N583GWFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — single phase motors and hermetic winding identificationReportar un problema con esta pregunta

  19. 19. Un ventilador con motor ECM (motor de conmutación electrónica) de caudal constante consume notablemente más vatios y gira más rápido que cuando se puso en marcha el sistema. ¿Qué indica esto con mayor probabilidad?

    • A.El módulo de control está fallando y debe reemplazarse antes de todo.
    • B.Mayor presión estática: el ECM sube rpm y vatios para mantener el caudal.✓ Respuesta
    • C.El voltaje de alimentación bajó, y con menos voltaje el ECM va más rápido.
    • D.Los imanes permanentes se debilitaron, lo que siempre eleva las rpm.

    Un ECM es un motor de imanes permanentes sin escobillas cuyo módulo integrado conmuta electrónicamente los devanados, por lo que se gobierna con una señal de baja tensión y no con derivaciones de velocidad a voltaje de línea. Un modelo de caudal constante está programado para entregar un flujo de aire objetivo y aumentará rpm, par y consumo para mantenerlo a medida que crece la resistencia del sistema, así que el aumento de vatios es una pista de diagnóstico sobre el sistema y no una prueba de que el motor esté dañado. Como el módulo acciona los devanados electrónicamente, un ECM nunca debe probarse en banco aplicando voltaje de línea directamente a los devanados.

    Ref. QB-5N2WVVFuente: NATE Core knowledge areas, Basic Electricity — variable speed motors (ECM)Reportar un problema con esta pregunta

  20. 20. Un motor monofásico está calado y consume varias veces su amperaje normal de funcionamiento. ¿Por qué es tan alta la corriente?

    • A.Al calarse el motor sube el voltaje de la red y con él la corriente.
    • B.La resistencia del devanado calado sube al calentarse y pide más.
    • C.El capacitor de marcha se descarga sobre el devanado con el rotor parado.
    • D.Con el rotor detenido ya no hay contra-fem que limite la corriente.✓ Respuesta

    Un motor en marcha no está limitado en corriente únicamente por la resistencia del devanado. Al girar el rotor dentro del campo del estator se induce un voltaje que se opone al voltaje aplicado, llamado fuerza contraelectromotriz, y es esa oposición la que mantiene baja la corriente de funcionamiento. A cero rpm no hay fuerza contraelectromotriz, así que el único límite es la resistencia muy baja del devanado de cobre y la corriente salta al valor de rotor bloqueado, un múltiplo de los amperios de marcha. La corriente de rotor bloqueado es normal durante el instante del arranque pero no debe persistir, por eso abre la protección de sobrecarga; del mismo modo, un voltaje de alimentación bajo, que frena el motor y aumenta la corriente, es en sí una causa de sobrecalentamiento.

    Ref. QB-PVR7YKFuente: NATE Core knowledge areas, Using Basic Science — counter-EMF, locked rotor and running currentReportar un problema con esta pregunta

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