El campo magnético giratorio es el principio clave en el funcionamiento de las máquinas de inducción. El motor de inducción consta de un estator y un rotor. En el estator, un grupo de devanados fijos están dispuestos de manera que una corriente bifásica, por ejemplo, produce un campo magnético que gira a una velocidad angular determinada por la frecuencia de la corriente alterna. El rotor o inducido está formado por bobinas enrolladas en ranuras, que están cortocircuitadas y en las que el flujo cambiante generado por los polos del campo induce una corriente. El flujo generado por la corriente del inducido reacciona sobre los polos del campo y el inducido se pone en rotación en una dirección definida.
Campos giratorios. Al cambiar el sentido de la corriente que pasa por los devanados, también cambia la polaridad de los mismos. Como hay dos devanados que actúan conjuntamente, la polaridad del campo principal dependerá de la polaridad de cada devanado. La flecha o vector debajo de cada diagrama indica la dirección del campo magnético en cada caso.
Se puede producir un campo magnético giratorio simétrico con tan sólo dos bobinas polares accionadas en fase de 90 grados. Sin embargo, casi siempre se utilizan tres juegos de bobinas, porque es compatible con un sistema de corriente alterna sinusoidal trifásica simétrica. Las tres bobinas se accionan con cada conjunto a 120 grados en fase de las otras. Para el propósito de este ejemplo, el campo magnético se toma como la función lineal de la corriente de la bobina.
El resultado de sumar tres ondas sinusoidales de 120 grados en fase en el eje del motor es un único vector de rotación que siempre permanece constante en magnitud. El rotor tiene un campo magnético constante. El polo norte del rotor se desplazará hacia el polo sur del campo magnético del estator, y viceversa. Esta atracción magnetomecánica crea una fuerza que impulsará al rotor a seguir el campo magnético giratorio de forma sincrónica.
Campo magnético trifásico giratorio, como indica la flecha negra giratoria
Un imán permanente en un campo de este tipo girará para mantener su alineación con el campo externo. Este efecto se utilizó en los primeros motores eléctricos de corriente alterna. Se puede construir un campo magnético giratorio utilizando dos bobinas ortogonales con una diferencia de fase de 90 grados en sus corrientes alternas. Sin embargo, en la práctica, este sistema se alimentaría a través de una disposición de tres hilos con corrientes desiguales. Esta desigualdad causaría graves problemas en la normalización del tamaño de los conductores. Para superar esto, se utilizan sistemas trifásicos en los que las tres corrientes son iguales en magnitud y tienen una diferencia de fase de 120 grados. En este caso, tres bobinas similares con ángulos geométricos mutuos de 120 grados crearán el campo magnético giratorio. La capacidad del sistema trifásico para crear el campo giratorio utilizado en los motores eléctricos es una de las principales razones por las que los sistemas trifásicos dominan los sistemas de suministro de energía eléctrica del mundo.
Los campos magnéticos giratorios también se utilizan en los motores de inducción. Dado que los imanes se degradan con el tiempo, los motores de inducción utilizan rotores en cortocircuito (en lugar de un imán), que siguen el campo magnético giratorio de un estator multicoil. En estos motores, las vueltas cortocircuitadas del rotor desarrollan corrientes parásitas en el campo giratorio del estator, que a su vez mueven el rotor por la fuerza de Lorentz. Estos tipos de motores no suelen ser síncronos, sino que implican necesariamente un grado de «deslizamiento» para que la corriente se produzca debido al movimiento relativo del campo y el rotor.