¿COMO FUNCIONA UN GENERADOR ELECTRICO?

Los generadores electricos son aparatos que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica, a su vez, se produce a partir de la energía química o nuclear con varios tipos de combustible, o se obtiene a partir de fuentes renovables como el viento o los saltos de agua. Las turbinas de vapor, los motores de combustión interna, las turbinas de combustión de gas, los motoreseléctricos, las turbinas de agua y de viento son los métodos comunes que proporcionan energía mecánica para este tipo de dispositivos. Hay generadores electricos de todo tipo de tamaños, desde muy pequeños de unos pocos vatios de potencia de salida hasta centrales eléctricas de gran potencia que proporcionan gigavatios de potencia.

Esta imagen de un generador electrico pone de manifiesto unejemplo de cómo produce energía un generador electrico. Las dos flechas negras indican la dirección de rotación de la bobina. Las líneas azules representan el campo magnético orientado del polo norte al polo sur. Las flechas rojas indican la dirección instantánea de la corriente CA (corriente alterna) inducida.



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Funcionamiento de los generadoreselectricos
El funcionamiento de los generadores electricos se basa en el fenómeno de inducción electromagnética: cuando un conductor hace un movimiento relativo hacia el campo magnético, se induce el voltaje en el conductor. Particularmente, si una bobina está girando en un campo magnético, significa que las dos caras de la turbina se mueven en direcciones opuestas y se añaden los voltajesinducidos a cada lado. Numéricamente, el valor instantáneo del voltaje final (denominado fuerza electromotriz –emf–) es igual al resto del índice de cambio del flujo magnético Φ veces el nombre de vueltas de la bobina: V=−N•∆Φ/Δt. Esta relación se ha encontrado experimentalmente y hace referencia a la Ley de Faraday. El símbolo "menos" es por la ley de Lenz, que indica que la dirección de emf es talque el campo magnético de la corriente inducida se opone al cambio en el flujo que produce esta emf. La ley de Lenz está relacionada con la conservación de energía.

Como la frecuencia de flujo magnético cambia a través de la bobina que gira en una frecuencia constante que varia de forma sinusoidal con la rotación, el voltaje generado a las terminales de la bobina también es sinusoidal (CA). Si uncircuito externo se conecta a las terminales de bobina, este voltaje creará corriente a través de este circuito, que será energía que se transferirá a la carga. Por lo tanto, la energía mecánica que hace rotar la bobina se convierte en energía eléctrica.



La corriente de la carga, a su vez, crea un campo magnético que se opone al cambio del flujo de la bobina, por lo tanto, la bobina seopone al movimiento. Como más alta sea la corriente, más grande debe de ser la fuerza que se tiene que aplicar a la armadura para evitar que se ralentice. En la imagen, una biela manual hace rotar la bobina. A la práctica, la energía mecánica es producida por turbinas o motores que se denominan fuentes energéticas. En un generador electrico de CA pequeño, una fuente energética normalmente es un motorde combustión interna rotatorio.

Entre los aparatos comercialmente disponibles, un alternador está integrado con un motor en un aparato simple. El dispositivo resultante se denomina generador electrico. Un generador electrico es la fuente de energía de reserva más común en caso de emergencia y probablemente la más económica para uso doméstico.

Los generadores electricos más económicos sevenden por unos 70 € por kilovatio. La producción de voltaje depende solamente del movimiento relativo entre la bobina y el campo magnético. La emf es inducida por la misma ley de la física si el campo magnético traviesa una bobina fija, o la bobina pasa a través de un campo magnético fijo. Los generadores electricos de CA actuales normalmente no tienen escobillas. Tienen un campo giratorio y una...