Los documentos describen cómo se genera la corriente alterna utilizando imanes y conductores giratorios. La corriente alterna se produce al cortar los conductores las líneas de fuerza magnética de forma variable al girar, generando un voltaje que cambia de polaridad de forma cíclica. La mayoría de los generadores de corriente alterna utilizan este principio de inducción electromagnética para convertir energía mecánica de rotación en energía eléctrica.

1. GENERACION DE CORRIENTE ALTERNA GRUPO Nº 4

2. En la actualidad la mayoría de los artefactos que tenemos en nuestros hogares y los que vemos en la calle utilizan energía eléctrica; ya sea un televisor, un reloj, un celular, o un automóvil, etc. Aunque algunos de estos utilizan la energía de una pila o una batería para funcionar, por lo general estas se recargan con corriente alterna rectificada. En el caso de un celular se recarga a través de una fuente compuesta por un transformador reductor y un puente de diodos que se conectan a la línea de tensión domiciliaría, y en el caso de un automóvil este recarga su batería a través de un generador de corriente alterna que en la salida de tensión tiene un puente de diodo que se encarga de transformar la corriente alterna en corriente continua. Los generadores de corriente alterna ya sea un alternador de un automóvil, un grupo electrógeno, o los grandes generadores de las planta hidroeléctricas, transforman la energía mecánica en energía eléctrica. INTRODUCCION

3. Se denomina así a la corriente eléctrica en la que su magnitud y dirección varían respondiendo a un determinado ciclo. La forma de onda de la corriente alterna utilizada en tendidos eléctricos domiciliarlos es la onda senoidal, puesto que es de fácil generación. CORRIENTE ALTERNA

4. Entre los polos de un imán se genera un campo magnético produciendo unas líneas de fuerzas que parten desde el polo norte y se dirigen hacia el polo sur. Si se logra poner los polos enfrentados y mover un conductor cortando las líneas de fuerza, se producirá una diferencia de potencial entre los extremos de este. Si dejamos fijo el conductor o lo movemos paralelamente a las líneas de fuerza la diferencia de potencial desaparece. Si se conectan dichos extremos a un circuito, se producirá una circulación de corriente eléctrica a través del mismo. La circulación de corriente cambia su sentido de acuerdo a la dirección de desplazamiento del conductor dentro del campo magnético. PRINCIPIO DE INDUCCION

5. El fenómeno de inducción electromagnética fue descubierto por Faraday en el año 1830, llegando a demostrar que “cuando un conductor se mueve dentro de un campo magnético cortando líneas de fuerza, se engendra en el una fuerza electromotriz, que es directamente proporcional al flujo cortado, e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo. Teniendo un imán permanente como inductor estático y un rotor con una espira como inducido tendremos un generador elemental. Al recibir movimiento, la espira cortará las líneas de fuerza y se producirá una fuerza electromotriz. PRINCIPIO DE GENERACION DE CORRIENTE ALTERNA

6. A medida que la espira va girando esta va cortando, las líneas d fuerza, de un ángulo y posición distinta generando una variación en la tensión y produciendo el cambio en el sentido de circulación de la corriente. En la figura A la espira se mueve paralela a las líneas de fuerza sin generar voltaje en sus extremos. SENTIDO DE LAS LINES DE FUERZA

7. A medida que la espira avanza esta se va desplazando formando ángulos, generando paulatinamente una tensión en sus extremos; hasta que llega al posición que se ve en la figura B, en donde la espira se mueve perpendicular a las líneas de fuerza cortando a estas “más efectivamente” generando un pico de tensión.

8. Luego de esto la espira sigue su transcurso, llegando nuevamente a la posición A. La representación grafica de la tensión obtenida es una sinusoidal.

9. En este ultimo caso, le campo inductor (imán permanente) permanece fijo, si se realiza la operación inversa, es decir, movemos el campo inductor, y mantenemos estático al inducido, tendremos el mismo efecto en un giro de 360º. En este caso obtendremos como en el caso anterior, una sinusoide. Este ultimo por lo generales el más utilizado, aunque con algunas variantes.

10. ESTATOR O INDUCIDO En el caso del estator, se le agregan dos bobinas más donde cada una se encarga de generar una onda sinusoidal desfasada 120º una de las otras. Esto permite generar tensión trifásica.

11. En este caso también se debe tener en cuenta la conexión que van a tener entre si. Estas pueden ser triangulo o estrella.

12. En el caso del rotor se le agregan, en algunos casos, mayor cantidad de par de polos permitiendo generar mayor cantidad de ondas por vuelta, facilitando la generación de una frecuencia determinada con distintas revoluciones. Por ejemplo: para la generación de 50 ciclos por segundo se puede utilizar varias RPM (revoluciones por minuto) 50 Hz 2 polos 1 par 3000 RPM 4 polos 2 par 1500 RPM 8 polos 4 par 750 RPM 16 polos 8 par 375 RPM Además con respecto al inductor también se suele utilizan una inducción por excitación. Esto se logra cambiando el imán permanente por una bobina arrollada a un núcleo de hierro con varias caras externas que hacen las veces de polos. Esto permite, entre otras cosas, controlar la tensión de salida. Que se hace por medio de una caja reguladora.

13. Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (FEM..). Están basados en la ley de Faraday. GENERADORES DE ENERGIA

14. Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

15. No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible hacerlo con cualquier otro tipo de energía como punto de partida. Desde este punto de vista más amplio, los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales: Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos , etc. Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables. Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento. Otros sistemas de generación de corrientes eléctricas

16. Se indican de modo esquemático la energía de partida y el proceso físico de conversión. Se ha considerado en todos los casos conversiones directas de energía. Por ejemplo, el hidrógeno posee energía química y puede ser convertida directamente en una corriente eléctrica en una pila de combustible. También sería su combustión con oxígeno para liberar energía térmica, que podría expansionar un gas obteniendo así energía mecánica que haría girar un alternador para, por inducción magnética, obtener finalmente la corriente deseada. En la mayoría de los casos, el rendimiento de la transformación es tan bajo que es preferible hacerlo en varias etapas. Por ejemplo, convertir la energía nuclear en energía térmica, posteriormente en energía mecánica de una gas a gran presión que hace girar una turbina a gran velocidad, para finalmente, por inducción electromagnética obtener una corriente alterna en un alternador, el generador eléctrico más importante desde un punto de vista práctico como fuente de electricidad para casi todos los usos. Generadores primarios

17. Desde el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos de generadores ideales: Generador de voltaje o tensión: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga, Rc, que pueda estar conectada entre ellos. Generador de corriente o intensidad: un generador de corriente ideal mantiene una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos. Generadores ideales

18. En la Figura 1 se ve el circuito más simple posible, constituido por un generador de tensión constante E conectado a una carga Rc y en donde se cumpliría la ecuación: El generador descrito no tiene existencia real en la práctica, ya que siempre posee lo que, convencionalmente, se ha dado en llamar resistencia interna, que aunque no es realmente una resistencia, en la mayoría de los casos se comporta como tal. En la Figura 2 se puede ver el mismo circuito anterior, pero donde la resistencia interna del generador viene representada por una resistencia Ri, en serie con el generador, con lo que la ecuación anterior se transforma en: Así, un generador real puede considerarse en muchos casos como un generador ideal de tensión con una resistencia interna en serie, o bien como un generador ideal de intensidad en paralelo con una resistencia.

19. Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (FEM..), simbolizada por la letra griega epsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador. La FEM.. (ε) se mide en voltios y en el caso del circuito de la Figura 2, sería igual a la tensión E, mientras que la diferencia de potencial entre los puntos a y b, Va-b, es dependiente de la carga Rc. La FEM.. (ε) y la diferencia de potencial coinciden en valor en ausencia de carga, ya que en este caso, al ser I = 0 no hay caída de tensión en RI y por tanto Va-b = E. Fuerza electromotriz de un generador