¿Cuáles son las principales diferencias entre generadores de corriente alterna y corriente continua?
Principales Diferencias Entre Generadores AC y DC
Una máquina eléctrica es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa. Un generador es un tipo de tal máquina que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Sin embargo, la energía eléctrica generada puede ser en forma de corriente alterna (AC) o corriente directa (DC). Así, la principal diferencia entre los generadores AC y DC es que generan corriente alterna y corriente directa respectivamente. Aunque existen algunas similitudes entre ambos, también hay varias diferencias.
Antes de entrar en la lista de diferencias entre ellos, vamos a discutir cómo el generador genera electricidad & cómo se genera la CA y la CD.
Generación de Electricidad
La electricidad se genera según la Ley de Inducción Electromagnética de Faraday, que establece que una corriente eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) se inducirá en un conductor cuando se coloca en un campo magnético cambiante. Tanto los generadores AC como DC operan sobre este mismo principio para generar corriente eléctrica.
Existen dos métodos para variar el campo magnético que actúa sobre los conductores: girar el campo magnético alrededor de un conductor estacionario, o hacer girar el conductor dentro de un campo magnético estacionario. En ambos escenarios, las líneas de campo magnético que interactúan con el conductor cambian, lo que induce una corriente eléctrica en el conductor.
Un alternador utiliza el concepto de un campo magnético rotatorio alrededor de un conductor estacionario, aunque esto no se discutirá en el presente artículo.
Generador AC: Anillos Deslizantes y Alternadores
Dado que los anillos deslizantes son anillos conductores continuos, transmiten la corriente alterna generada en el armadura tal cual. A medida que los cepillos deslizan continuamente sobre estos anillos, existe poco riesgo de cortocircuitos o chispazos entre los componentes. Esto resulta en una mayor duración de vida útil de los cepillos en los generadores AC en comparación con los generadores DC.
Un alternador es otro tipo de generador solo de CA, que presenta un armadura estacionario y un campo magnético rotatorio. Dado que la corriente eléctrica se genera en la parte estacionaria, su transmisión a un circuito externo estacionario es más simple y directa. En tales diseños, los cepillos experimentan un desgaste mínimo, lo que aumenta aún más la durabilidad.
Generador DC
Un generador DC es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica de corriente directa (CD), también conocido como dinamo. Produce corriente directa pulsante, donde la magnitud de la corriente puede variar, pero la dirección permanece constante.
La corriente inducida en los conductores del armadura rotatorio es inherentemente alterna. Para convertirla en CD, se utiliza un colector de anillos divididos. El colector no solo transfiere la corriente desde el armadura rotatorio al circuito estacionario, sino que también asegura que la dirección de la corriente suministrada permanezca consistente.
Colector de Anillos Divididos en Generadores DC
El colector de anillos divididos consta de un solo conductor en forma de anillo dividido en dos mitades, con un espacio aislante entre ellas. Cada mitad del anillo dividido está conectada a un terminal separado del bobinado del armadura, mientras que dos cepillos de carbón estacionarios hacen contacto deslizante con el colector rotatorio para suministrar corriente al circuito externo.
A medida que el armadura gira y la corriente AC inducida cambia de dirección cada medio ciclo, el colector de anillos divididos asegura que la corriente suministrada al circuito mantenga una dirección consistente:
Sin embargo, el espacio entre los segmentos del colector introduce dos desafíos clave:
Estos factores requieren mantenimiento regular y reemplazo de los cepillos en los generadores DC en comparación con los generadores AC con anillos deslizantes.
