¿Cuál es el Principio de Funcionamiento del Alternador?

¿Cuál es el principio de funcionamiento del alternador?

Definición de alternador

Un alternador es una máquina que utiliza la inducción electromagnética para convertir la energía mecánica en electricidad de corriente alterna.

Principio de funcionamiento

El alternador funciona según la Ley de Faraday, en la cual el movimiento entre un conductor y un campo magnético induce una corriente eléctrica.

Proceso de inducción

Supongamos que este ciclo de una vuelta ABCD puede rotar contra los ejes a-b. Digamos que el ciclo comienza a girar en sentido horario. Después de una rotación de 90 grados: Un lado del bucle AB o conductor AB se encuentra frente al polo S y el conductor CD se encuentra frente al polo N. En esta posición, el movimiento tangencial del conductor AB es perpendicular a las líneas de flujo desde el polo N hasta el polo S. Por lo tanto, la tasa de corte de flujo del conductor AB es la mayor aquí, y por este corte de flujo, el conductor AB generará una corriente inducida, cuya dirección se puede determinar mediante la regla de la mano derecha de Fleming. Según esta regla, la dirección de esta corriente será de A a B. Al mismo tiempo, el conductor CD se encuentra debajo del polo N, y aquí también, si aplicamos la regla de la mano derecha de Fleming, encontraremos la dirección de la corriente inducida, que irá de C a D.

Después de una rotación adicional de 90 grados en sentido horario, el anillo ABCD llega a una posición vertical. Aquí, el movimiento de los conductores AB y CD están alineados paralelos a las líneas de flujo, por lo que el flujo magnético no se corta y, por lo tanto, no se genera ninguna corriente.

Corriente alterna

Después de otra rotación de 90 grados en sentido horario, vuelve a la posición horizontal, donde el conductor AB está bajo el polo N y CD está bajo el polo S. Aquí, si aplicamos nuevamente la regla de la mano derecha de Fleming, veremos que la corriente inducida en el conductor AB va de B a A, y la corriente inducida en el conductor CD va de D a C.

A medida que el bucle se mueve de la posición vertical a la horizontal, la corriente en el conductor aumenta de cero al máximo. La corriente fluye de B a A, A a D, D a C, C a B, de A a B, B a C, C a D y D a A en un bucle cerrado. Cuando el bucle vuelve a acercarse a la posición vertical, la corriente cae a cero. A medida que continúa girando, la corriente cambia de dirección. Cada vuelta completa hace que la corriente alcance su punto máximo, caiga a cero, alcance su punto máximo en la dirección opuesta y luego vuelva a cero, completando un ciclo de onda senoidal por cada 360 grados de rotación. Este proceso ilustra cómo se puede generar corriente alterna al rotar un conductor en un campo magnético.

Configuración práctica

Los alternadores modernos suelen tener armaduras fijas y campos magnéticos rotatorios que aumentan la eficiencia de la generación de corriente alterna trifásica para una amplia gama de distribución de potencia.