Principio de funcionamiento del generador eléctrico

Cuando un conductor se mueve en un campo magnético, se induce una f.e.m. a través del conductor. Este es el único principio sobre el cual funciona cada y todo generador eléctrico rotativo (como los generadores portátiles).

De acuerdo con la ley de inducción electromagnética de Faraday, cuando un conductor se enlaza con un flujo cambiante, tendrá una f.e.m. inducida a través de él. El valor de la f.e.m. inducida a través del conductor depende de la velocidad de cambio del enlace de flujo con el conductor. La dirección de la f.e.m. inducida en el conductor puede determinarse mediante la Regla de la Mano Derecha de Fleming. Esta regla dice que, con tu mano derecha, si estiras el pulgar, el índice y el dedo medio perpendiculares entre sí, y alineas tu pulgar derecho en la dirección del movimiento del conductor en el campo magnético, y el índice en la dirección del campo magnético, entonces tu dedo medio indica la dirección de la f.e.m. en el conductor.

Ahora mostraremos cómo se produce la electricidad cuando rotamos un solo bucle de un conductor en un campo magnético.

Durante la rotación, cuando un lado del bucle se coloca frente al polo norte magnético, el movimiento instantáneo del conductor será hacia arriba, por lo tanto, según la Regla de la Mano Derecha de Fleming, la f.e.m. inducida tendrá dirección hacia adentro.

Al mismo tiempo, el otro lado del bucle se coloca frente al polo sur magnético, el movimiento instantáneo del conductor será hacia abajo, por lo tanto, según la Regla de la Mano Derecha de Fleming, la f.e.m. inducida tendrá dirección hacia afuera.

Durante la rotación, cada lado del bucle se coloca bajo el polo norte magnético y el polo sur alternativamente. Nuevamente en las imágenes, cuando cualquier lado del bobinado (conductores) se coloca bajo el polo norte, el movimiento del conductor sería hacia arriba y cuando se coloca bajo el polo sur, el movimiento del conductor sería hacia abajo. Por lo tanto, la f.e.m. inducida en el bucle altera su dirección continuamente. Este es el modelo conceptual más básico de un generador eléctrico. También lo llamamos un generador eléctrico de un solo bucle. Podemos recoger la f.e.m. inducida en el bucle de dos maneras diferentes.

Conectemos un anillo deslizante con ambos extremos del bucle. Podemos conectar una carga con el bucle a través de los cepillos que descansan en los anillos deslizantes como se muestra. En este caso, la electricidad alterna producida en el bucle llega a la carga. Este es un generador eléctrico de CA.

También podemos recoger la electricidad producida en el bucle rotatorio a través de un colector y un arreglo de cepillos como se muestra en la imagen animada a continuación. En este caso, la electricidad producida en el bucle (aquí el bucle rotatorio del generador de un solo bucle también se puede referir como el armadura) se rectifica a través del colector y la carga recibe una potencia de CC. Este es el modelo conceptual más básico de un generador de CC.

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