Cal é o principio de funcionamento do alternador

Cal é o principio de funcionamento do alternador?

Definición de alternador

Un alternador é unha máquina que utiliza a indución electromagnética para converter enerxía mecánica en corrente eléctrica alternada.

Principio de funcionamento

O alternador funciona segundo a Lei de Faraday, na que o movemento entre un conductor e un campo magnético induce unha corrente eléctrica.

Proceso de indución

Supóñase que este ciclo dunha volta ABCD pode xirar contra os eixos a-b. Dígase que o ciclo comeza a xirar no sentido horario. Despois da rotación de 90 graos: Un lado do lazo AB ou o conductor AB está situado fronte ao polo S e o conductor CD está situado fronte ao polo N. Nesta posición, o movemento tanxencial do conductor AB é perpendicular ás liñas de fluxo dende o polo N ao polo S. Polo tanto, a taxa de corte de fluxo do conductor AB é a maior aquí, e por este corte de fluxo, o conductor AB xerará unha corrente inducida, a dirección da cal pode determinarse coa regra da man dereita de Fleming. Segundo esta regra, a dirección desta corrente será de A a B. Ao mesmo tempo, o conductor CD está situado baixo o polo N, e aquí tamén, se aplicamos a regra da man dereita de Fleming, atoparemos a dirección da corrente inducida, que irá de C a D.

Despois dunha rotación adicional de 90 graos no sentido horario, o anel ABCD alcanza unha posición vertical. Aquí, o movemento dos conductores AB e CD están alineados paralelos ás liñas de fluxo, polo que o fluxo magnético non se corta e, polo tanto, non se xera corrente.

Corrente alternada

Despois de outras 90 voltas no sentido horario, volve á posición horizontal, onde o conductor AB está baixo o polo N e CD está baixo o polo S. Aquí, se volvemos a aplicar a regra da man dereita de Fleming, veremos que a corrente inducida no conductor AB vai do punto B a A, e a corrente inducida no conductor CD vai de D a C.

Ao moverse o lazo dende a posición vertical á horizontal, a corrente no conductor aumenta de cero ao máximo. A corrente fluye de B a A, A a D, D a C, C a B, de A a B, B a C, C a D, e D a A nun lazo pechado. Cando o lazo volve a aproximar a posición vertical, a corrente cae a cero. Ao continuar xirando, a corrente cambia de dirección. Cada volta completa fai que a corrente atope un pico, caiga a cero, atope un pico na dirección oposta, e entón regrese a cero, completando un ciclo de onda senoidal por cada 360 graos de rotación. O proceso ilustra como a corrente alternada pode xerarse xirando un conductor nun campo magnético.

Configuración práctica

Os alternadores modernos típicamente teñen armaduras fixas e campos magnéticos xiratorios que aumentan a eficiencia na xeración de corrente alternada trifásica para un amplio rango de distribución de enerxía.