Generador eléctrico


En la generación de electricidad , un generador [1] es un dispositivo que convierte la fuerza motriz ( energía mecánica ) en energía eléctrica para su uso en un circuito externo . Las fuentes de energía mecánica incluyen turbinas de vapor, turbinas de gas, turbinas de agua , motores de combustión interna , turbinas de viento e incluso manivelas . El primer generador electromagnético, el disco de Faraday , fue inventado en 1831 por el científico británico Michael Faraday . Los generadores proporcionan casi toda la energía pararedes de energía eléctrica .

La conversión inversa de energía eléctrica en energía mecánica se realiza mediante un motor eléctrico , y los motores y generadores tienen muchas similitudes. Muchos motores pueden accionarse mecánicamente para generar electricidad; con frecuencia hacen generadores manuales aceptables.

Una de estas partes genera un campo magnético, la otra tiene un devanado de alambre en el que el campo cambiante induce una corriente eléctrica:

La armadura puede estar en el rotor o en el estator, según el diseño, con la bobina de campo o el imán en la otra parte.

Antes de que se descubriera la conexión entre el magnetismo y la electricidad , se inventaron los generadores electrostáticos . Operaban sobre principios electrostáticos , mediante el uso de cinturones, placas y discos cargados eléctricamente que transportaban la carga a un electrodo de alto potencial. La carga se generaba mediante dos mecanismos: inducción electrostática o efecto triboeléctrico . Dichos generadores generaban muy alto voltaje y baja corriente . Por su ineficiencia y la dificultad de aislarLas máquinas que producían voltajes muy altos, los generadores electrostáticos tenían clasificaciones de potencia bajas y nunca se usaron para generar cantidades comercialmente significativas de energía eléctrica. Sus únicas aplicaciones prácticas fueron para alimentar los primeros tubos de rayos X y, más tarde, en algunos aceleradores de partículas atómicas .

El principio de funcionamiento de los generadores electromagnéticos fue descubierto en los años 1831-1832 por Michael Faraday . El principio, más tarde llamado ley de Faraday , es que se genera una fuerza electromotriz en un conductor eléctrico que rodea un flujo magnético variable .


Imagen de la NRC de EE . UU . de un generador de turbina de vapor moderno (STG).
Generador Ganz temprano en Zwevegem , Flandes Occidental , Bélgica
El disco de Faraday fue el primer generador eléctrico. El imán en forma de herradura (A) creó un campo magnético a través del disco (D) . Cuando se giraba el disco, se inducía una corriente eléctrica radialmente hacia afuera desde el centro hacia el borde. La corriente fluyó a través del contacto de resorte deslizante m , a través del circuito externo y de regreso al centro del disco a través del eje.
La dínamo de Hippolyte Pixii . El conmutador está ubicado en el eje debajo del imán giratorio.
Esta gran dínamo de alta corriente accionada por correa producía 310 amperios a 7 voltios. Los dínamos ya no se usan debido al tamaño y la complejidad del conmutador necesario para aplicaciones de alta potencia.
Generador de corriente alterna Ferranti , c. 1900.
Un pequeño alternador de CA de estación de energía de transmisión directa de 75 kVA de principios del siglo XX , con un generador de excitador accionado por correa separado.
La central eléctrica de Athlone en Ciudad del Cabo , Sudáfrica
Central hidroeléctrica en la presa de Gabčíkovo , Eslovaquia
Central hidroeléctrica en Glen Canyon Dam , Page, Arizona
Generador eléctrico móvil
Manifestantes en Occupy Wall Street usando bicicletas conectadas a un motor y un diodo unidireccional para cargar las baterías de sus dispositivos electrónicos [20]
Circuito equivalente de generador y carga.
  • G, generador
  • V G , voltaje de circuito abierto del generador
  • R G , resistencia interna del generador
  • V L , voltaje de carga del generador
  • R L , resistencia de carga