Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son maquinas destinadas a transformar la energía mecanica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la accion de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz (F.E.M.)
¿Como funciona un generador electrico?
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 voltajes inducidos 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 tal que 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 un circuito 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 se opone 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 motor de 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.
Tipos de generadores electricos
Solar: Los generadores eléctricos solares transforman los rayos solares en energía eléctrica, que permitie abastecer varias formas de uso. La energía producida por los módulos fotovoltaicos, es controlada por un regulador de carga y reserva las energias baterías.
Nuclear: En las plantas nucleares, energía eléctrica se produce a través de la fusión de átomos de uranio, lo que genera una gran cantidad de energía calórica que hacen funcionar al generador eléctrico, generando energía eléctrica. A pesar de parecer un conveniente generador tiene los contras de ser un generador con altisimos riesgos.
Eolica: Los generadores eléctricos eólicos funcionan con la fuerza que el viento. Usan los denominados “molinos de vientos”. Este movimiento de rotación es transmitido al eje del generador eléctrico, el cual transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. Los molinos se ubican en “parques eolicos”. Las aspas pueden estar vertica o horizontalmente
Geotérmica: Las centrales geotérmicas funcionan a través del calentamiento de un líquido que alcanza una gran temperatura, que se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un generador eléctrico, generando electricidad.
Hidraulica: Son centrales hidroelectricas las que producen esta electricidad, y estan puesta en lugares donde las aguas fluyan con mucha fuerza. Se utiliza la energia del agua moviendo turbinas, las cuales deben mover grandes volúmenes de agua salada o dulce con un pequeño salto, pero con grandes costos.
Mareomotriz: Se usa el movimento de las aguas del mar, en las centrales mareomotrices. Todo esto consiste en que las corrientes de agua deben pasar por unas tubinas, en las cuales el movimiento de estas genera energia electrica.
Combustibles fosiles: Produce electricidad a partir de la combustión de: Gas, Petróleo o Carbón. En este caso se quema el combustible para calentar calderas de agua y producir vapor de agua, éste vapor a alta presión es disparado contra las aspas de grandes generadores, moviéndolos y produciendo la energía mecánica necesaria para convertirla posteriormente en energía eléctrica.
