GENERADORES DE C.A.

El aprovechamiento de los fenómenos eléctricos y magnéticos para producir energía y movimiento ha constituido una de las grandes preocupaciones de la ciencia y la ingeniería desde el siglo XIX. En la actualidad, el uso de generadores y motores con tales fines se ha hecho habitual en la mayoría de los ingenios utilizados a escala científica, industrial y doméstica.

La energía eléctrica puede utilizarse como fuente y destino de numerosas aplicaciones. Para su producción y aprovechamiento se usan dos clases generales de dispositivos:

• Los generadores, que convierten algún tipo de energía (química, mecánica) en eléctrica.
• Los motores, que efectúan una transformación inversa y usan esa energía eléctrica para generar movimiento.

Estos dos tipos de elementos pueden emplear corrientes continuas (que circulan siempre en el mismo sentido) o corrientes alternas (donde el sentido de la corriente se invierte periódicamente).

Los dispositivos generadores de corrientes eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que rodea al anterior y rota alrededor de su eje.

El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.

El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.

Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.

Si conectamos una bombilla al generador veremos que por el filamento de la bombilla circula una corriente que hace que se ponga incandescente, y emite tanta más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en el campo magnético.

Con este ejemplo, completamos las tres formas que hay de variar con el tiempo el flujo de un campo magnético a través de una espira, F =B·S, como producto escalar de dos vectores, el vector campo B y el vector superficie S.

• Cuando el campo cambia con el tiempo.
• Cuando el área de la espira cambia con el tiempo.
• Cuando el ángulo entre el vector campo B y el vector superficie S cambia con el tiempo.
  

Fuentes: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/induccion/generador/generador.htm

http://www.hiru.com/es/fisika/fisika_04100.html