APUNTE GENERADORES

Teoría de Circuitos I
4º Año C.E.T. 8

Generación de Electricidad
En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía
química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica.
Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se pueden ser:
Químicas, termoeléctricas, hidroeléctricas, eólicas osolares fotovoltaicas.
Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común que utilizan generadores eléctricos
para la conversión.

Generador de Corriente Alterna
El generador de CA o alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica
en energía eléctrica, generando una corriente alterna.
Los alternadores se valen, para su funcionamiento, de la ley de Faradayque dice: “En un
conductor sometido a un campo magnético variable se crea una F.E.M. inducida cuya polaridad
depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.”
El valor de esa FEM esta dado por la siguiente ecuación:

Donde:
E: F.E.M. inducida.
Φ: Flujo magnético.
t: Tiempo.
El signo negativo en la ecuación corresponde a la la ley de Lenz que enuncia: “Las tensiones ovoltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que
se oponen a la variación del flujo magnético que las induce”
Un generador elemental se parece al que se puede ver en la figura. En un alternador, el inductor
(masa polar en la figura de la derecha) es el que crea el campo magnético y el inducido que es el
conductor atravesado por las líneas defuerza de dicho campo magnético. La corriente es recuperada
mediante un sistema de anillos rozantes.

Donde:
B: Campo magnético.
ω: Velocidad angular.
ΔV: F.E.M.
Al hacer girar la espira se produce una variación de campo magnético que induce en la misma una
F.E.M. Esta puede ser medida en los terminales de dicha espira. Dicho de otro modo, cuando la
espira se mueve, “corta” las lineas decampo magnético apareciendo en sus terminales una tensión.
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Esta tensión responde a la siguiente ecuación. La explicación detallada del significado se expone
algunas paginas mas adelante.
a(t)

Donde:
a(t): Amplitud instantánea
A0: Amplitud máxima
β: Angulo de fase.
ω: Velocidad angular
t: Tiempo

Ao

ωt

β
T

En el generador de lafigura es el campo magnético el que se mueve mientras la espira se encuentra
estática. Esta es la configuración usual para la mayoría de los generadores en la práctica.
Se puede observar que la tensión cambia en el tiempo conforme cambia la posición de la espira
respecto del campo magnético. Cuando la espira se encuentra perpendicular a las lineas de campo es
cuando mayor F.E.M. se induce. Enlos puntos donde la espira se encuentra a 0º respecto de las
lineas de campo, la F.E.M. inducida tiene un valor 0.
Del análisis de la figura también se desprende que el angulo de fase corresponde al ángulo en que
se encuentra el rotor en cada momento.
La siguiente figura muestra un alternador mas cercano a la realidad donde se puede ver la ubicación
de los bobinados inducidos y el rotor (decuatro polos en este caso).

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Generador de Corriente Continua
El generador de CA o dínamo, al igual que el alternador, consta de una espira que se mueve dentro
de un campo magnético. Su diferencia fundamental esta en que rectifica la corriente de manera
mecánica mediante un sistema de escobillas y delgas. El resultado es una señal de polaridadconstante pero de tensión y corriente pulsante.

Generadores Ideales
Desde el punto de vista teórico se distinguen dos tipos de generadores ideales:
Generador de voltaje o tensión: Un generador ideal de tensión es un elemento de circuito en el
que la diferencia de potencial entre sus terminales es fija independientemente de la corriente
que lo atraviese.
Por convenio la diferencia de...