Desde pulsar un interruptor hasta calentar un bocadillo en el microondas, la electricidad está en todas partes. Ahora que lo piensa, quizá se pregunte cómo se genera esta fuente de energía esencial y cómo llega a la puerta de su casa.
La electricidad se produce en centrales eléctricas que utilizan turbinas y generadores. Una turbina convierte la energía disponible en rotación, mientras que los generadores eléctricos convierten la rotación en electricidad. En función de la salida eléctrica de los generadores, se clasifican en dos tipos Generadores de CA y Generadores de CC. En este artículo trataremos en detalle el principio de funcionamiento y los componentes de un generador de CA.
Puede visitar nuestro artículo sobre Generador de CC si está interesado en conocer el principio de funcionamiento y las características de un generador de CC.
¿Qué es un Generador de Corriente Alterna?
Un generador de corriente alterna es una máquina que convierte energía mecánica en energía eléctrica. El suministro de entrada del generador de CA es energía mecánica suministrada por turbinas de vapor, turbinas de gas y motores de combustión. La salida es energía eléctrica alterna en forma de voltaje y corriente alterna.
Los generadores de corriente alterna funcionan según el principio de la ley de Faraday de inducción electromagnética, que establece que la fuerza electromotriz -FEM o voltaje- se genera en un conductor portador de corriente que corta un campo magnético uniforme. Esto puede conseguirse haciendo girar una bobina conductora en un campo magnético estático o haciendo girar el campo magnético que contiene el conductor estacionario. La disposición preferida es mantener la bobina estacionaria porque es más fácil extraer corriente alterna inducida de una bobina de inducido estacionaria que de una bobina giratoria.
La FEM generada depende del número de vueltas de la bobina del inducido, de la intensidad del campo magnético y de la velocidad del campo giratorio.
Partes de un Generador de Corriente Alterna
Las distintas partes de un generador de CA son:
- Campo
- Inducido
- Fuerza motriz
- Rotor
- Estator
- Anillos colectores
A continuación se indican las funciones de cada uno de estos componentes de un generador de corriente alterna.
Campo
El campo está formado por bobinas de conductores que reciben una tensión de la fuente y producen un flujo magnético. El flujo magnético en el campo corta el inducido para producir una tensión. Esta tensión es la tensión de salida del generador de CA.
Inducido
La parte de un generador de CA en la que se produce la tensión se conoce como inducido. Este componente está formado principalmente por bobinas de alambre lo suficientemente grandes como para transportar la corriente a plena carga del generador.
Motor Primario
El componente utilizado para accionar el generador de corriente alterna se conoce como motor primario. Puede ser un motor diésel, una turbina de vapor o un motor.
Rotor
El componente giratorio del generador se denomina rotor. El motor primario del generador acciona el rotor.
Estator
El estator es la parte fija de un generador de corriente alterna. El núcleo del estator está formado por una laminación de aleaciones de acero o hierro magnético para minimizar las pérdidas por corrientes parásitas.
Anillos Colectores
Los anillos colectores son conexiones eléctricas que se utilizan para transferir energía de un lado a otro desde el rotor de un generador de CA. Por lo general, están diseñados para conducir el flujo de corriente desde un dispositivo estacionario a uno giratorio.
Cómo Funciona un Generador de Corriente Alterna
Cuando el inducido gira entre los polos del imán sobre un eje perpendicular al campo magnético, el enlace de flujo del inducido cambia continuamente. Como resultado, una corriente eléctrica fluye a través del galvanómetro y los anillos colectores y escobillas. El galvanómetro oscila entre valores positivos y negativos. Esto indica que por el galvanómetro circula una corriente alterna. El sentido de la corriente inducida puede determinarse mediante la regla de la mano derecha de Fleming.
Ventajas de los Generadores de CA sobre los de CC
A continuación se indican algunas ventajas de los generadores de CA frente a los de CC:
- Los generadores de CA se pueden aumentar y reducir fácilmente mediante transformadores.
- El tamaño del enlace de transmisión en los generadores de CA es más delgado debido a la función de aumento.
- Las pérdidas en los generadores de CA son relativamente menores que en las máquinas de CC.
- El tamaño de un generador de CA es más pequeño que un generador de CC
La mayoría de nosotros empezamos nuestro estudio con la corriente continua, pero con el tiempo aprendemos que la corriente continua no es el único tipo de corriente con el que nos encontramos. Hay fuentes de electricidad que producen voltajes y corrientes de naturaleza alterna. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna o CA.
PREGUNTAS FRECUENTES
Un generador de corriente alterna es una máquina que convierte energía mecánica en energía eléctrica. El suministro de entrada del generador de CA es energía mecánica suministrada por turbinas de vapor, turbinas de gas y motores de combustión. La salida es una energía eléctrica alterna en forma de tensión y corriente alternas.
Los generadores de corriente alterna funcionan según el principio de la ley de inducción electromagnética de Faraday. Cuando el inducido gira entre los polos del imán sobre un eje perpendicular al campo magnético, el enlace de flujo del inducido cambia continuamente. Debido a ello, se induce una CEM en el inducido. Como resultado, una corriente eléctrica fluye a través del galvanómetro y los anillos colectores y escobillas.
El CEM generado depende del número de vueltas de la bobina del inducido, de la intensidad del campo magnético y de la velocidad del campo giratorio.
Los generadores de CA pueden elevarse y reducirse fácilmente mediante transformadores. Las pérdidas en los generadores de CA son relativamente menores que en las máquinas de CC.
La salida se genera en el inducido.