¿Cómo funcionan los generadores eléctricos?

El funcionamiento de los generadores eléctricos se basa en el fenómeno de inducción electromagnética: cuando un conductor hace un movimiento relativo hacia un campo magnético, se induce el voltaje en el conductor. Particularmente, si un imán está girando en una bobina, se induce el voltaje CA (corriente alterna) dentro de la bobina. Para más información, véase la guía que explica cómo funcionan los generadores eléctricos con una imagen que ilustra su funcionamiento principal.

El voltaje inducido (llamado fuerza electromotriz emf) crea una corriente a través de un circuito externo conectado a la turbina, que produce energía que se transfiere a la carga. Por lo tanto, la energía cinética que gira en la fuente del campo magnético se convierte en electricidad. La corriente que fluye por la carga externa crea, a su vez, un campo magnético que se opone al cambio de flujo en la bobina, por lo tanto la bobina se opone al movimiento. Como más alta sea la corriente, más grande será la fuerza que se tendrá que aplicar al imán para evitar que se ralentice.

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Funcionamiento de los Generadores Eléctricos

A la práctica, el campo magnético es inducido más a menudo por un electroimán en vez de un imán permanente. En los sistemas de CA, el electroimán gira y la armadura de producción de energía está fija. En condiciones normales, la armadura está formada por un grupo de bobinas que forman un cilindro. El electroimán está formado por bobinas de campo fijadas encima de un núcleo de hierro. Se necesita un flujo de corriente en las bobinas de campo para producir un campo magnético.

Esta corriente se puede obtener a partir de una fuente externa o a partir de la propia armadura del sistema. Las fuentes de CA más modernas con bobinas de campo son autoexcitadas. En estos aparatos la corriente para bobinas de campo se alimenta de un bobinado excitador adicional de la armadura. El magnetismo residual de los núcleos electromagnéticos produce el campo magnético inicial.

Cuando la fuente energética empieza a activar la armadura, al principio la armadura gira en un campo magnético muy débil y produce poca emf. Esta emf crea una corriente en las bobinas de campo que aumenta el flujo magnético, que, a su vez, aumenta la emf de la armadura. Este proceso continúa hasta que se alcanza el voltaje de salida deseado.

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