Por que é mais difícil ligar um motor / gerador com terminais em curto?

O eixo de um motor desconectado é fácil de girar em relação a um motor com terminais em curto. Se uma carga resistiva estiver conectada aos terminais, a dificuldade de manobra está em algum ponto intermediário.

Por que é isso? (Estou usando um motor BLDC.)

Eu tenho que começar com alguma terminologia - desculpe se é esotérica, mas isso vai alinhar as coisas com a maneira como as pessoas falam sobre esse assunto.

Quando você gira uma máquina DC de ímã permanente *, a armadura gera uma tensão internamente. Isso é chamado de "EMF" ** da armadura ou "EMF de volta" se a máquina estiver funcionando como um motor. Esse EMF é sempre gerado quando a máquina gira.

Quando você corre a corrente através de uma máquina DC, ela gera um torque. Esse torque é sempre gerado quando a máquina gira, independentemente de ser um motor ou um gerador.

Quando você coloca uma resistência nos terminais de uma máquina e gira seu eixo, ele gera esse CEM. Com a resistência conectada, esse CEM faz com que uma corrente flua proporcional ao CEM dividido pela resistência externa mais a resistência da armadura da máquina. Essa corrente, por sua vez, gera um torque que resiste ao movimento (devido à conservação de energia, deve estar em uma direção para resistir ao movimento).

O curto-circuito da máquina coloca a menor resistência possível - você não pode ficar abaixo de 0 sem recorrer a circuitos ativos. O torque de retorno, neste caso, é puramente um produto do CEM e da resistência da armadura. Aumentar a resistência colocando um resistor lá significa menos corrente para a mesma velocidade da máquina, o que significa menos torque de retorno. No extremo, você não tem nenhum resistor, o que significa resistência elétrica infinita - isso significa que o torque de retorno será causado por efeitos mecânicos, como atrito (e vento, se você estiver girando tão rápido), e possivelmente mecânico e efeitos eletromecânicos quando os ímãs do campo trabalham contra o ferro na armadura.

* Estou chamando de "máquina" em vez de "motor" porque pode ser um motor ou um gerador, dependendo de como você o usa. Mas você não precisa alterar nada internamente para alterar como é usado - portanto, "máquina".

** EMF significa "força eletromotriz", que é o termo mais antigo para "tensão". Parece bobo ter dois termos, mas às vezes é útil.

"aplicar uma carga resistiva" a um motor em funcionamento é essencialmente como um freio elétrico funciona . Como primeira aproximação, o torque produzido pelo motor é proporcional à corrente, o que torna o motor mais difícil à medida que a resistência da carga diminui. Quando você curto os terminais, há apenas a resistência interna do motor que limita a corrente.

Enquanto eu lia a resposta aceita, meu cérebro surgiu com a seguinte simplificação, que eu acho pouco precisa (?):

Os motores são dínamos e eletroímãs.

Girar um motor invoca suas propriedades como um dínamo.

Como os terminais do motor estão em curto, a tensão gerada é aplicada aos enrolamentos da bobina do motor, invocando as propriedades do motor como um eletroímã em seu próprio eixo.