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LA DINAMO Y EL ALTERNADOR
LA DINAMO Y EL ALTERNADOR
Aprende el principio de funcionamiento de una dinamo electromagnética y un alternador
Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose dentro de un campo magnético (imán) generaba una tensión y cuando el circuito se cerraba con un receptor circulaba una corriente eléctrica. Es decir comprobó con un amperímetro que se generaba una corriente eléctrica al mover el conductor por dentro del campo magnético. Ha esta corriente la llamo corriente inducida. Si en lugar de mover el conductor movemos el campo magnético (el iman) también se generaba corriente eléctrica.
En este experimento también se comprobó que cuanto más rápido cortaba las líneas del campo magnético, el conductor, se creaba mayor corriente eléctrica inducida en el y además cuando la dirección del conductor era contraria (bajaba o subía por el campo magnético) la corriente generada era en sentido contrario. Lógicamente si el cable estaba parado no se genera corriente.
Este descubrimiento fue lo que dio lugar a los generadores eléctricos electromagnéticos (dinamos y alternadores). Campo magnético=Región donde el imán tiene efecto.
Partiendo del primer caso, si en lugar de un conductor colocamos un espira girando dentro del campo magnético, en lugar de un conductor ahora tenemos dos conductores en forma de espira (cada uno de los lados de la espira como se aprecia en la figura de más abajo) cortando el campo magnético. Por un lado de la espira la corriente que se genera es en un sentido y en el otro lado es en el sentido contrario (una espira sube por el campo magnético y la otra baja) es decir generamos una corriente que se mueve alrededor de la espira. Cuando un lado de la espira está justo en el medio del campo magnético, el conductor no corta líneas de campo, y esto hace que en ese punto no se genere corriente. La gráfica de una vuelta completa de la espira generaría la siguiente señal eléctrica:
Aquí podemos apreciar el experimento moviendo el imán dentro de conductores (en este caso espiras) y vemos que el efecto es el mismo, produce corriente eléctrica:
Para conseguir sacar la corriente generada en la espira, colocamos unos colectores que giren con cada uno de los extremos de la espira y unas escobillas fijas por donde sacamos la corriente (ver imagen de mas abajo). Si nos fijamos en los colectores estos están cortados. El motivo es para que por fuera de la espira la corriente siempre vaya en el mismo sentido (corriente continua). Giremos mentalmente la espira y analicemos que si los colectores fueran anillos completos (sin cortar) la corriente por fuera de la espira saldría por la escobilla (fija sin moverse) en un sentido y cuando la espira gira media vuelta saldría por el sentido contrario, es decir estaríamos generando corriente alterna, y no sería una dinamo sería un alternador (generador de corriente alterna). Esto lo podemos ver en el segundo dibujo.
Esquema de la dinamo:
DINAMO
Como vemos se genera una onda de corriente alterna, cambia el sentido de la corriente y además la intensidad es variable (no siempre es la misma). Si somos capaces de unir los extremos de la espira a un receptor tendremos un generador de corriente eléctrica, en este caso de corriente alterna (alternador). En España los alternadores de las centrales eléctricas giran 50 veces por segundo, es decir la frecuencia de la corriente eléctrica es de 50 Hz (hertzios). Se repite la misma onda 50 veces cada segundo.
Esquema del alternador (igual pero los colectores sin cortar) La misma escobilla cambiaria de polaridad (polo + a -) en cada vuelta completa de la espira:
Gracias al colector por fuera de la espira la corriente siempre tiene el mismo sentido
Y por último si en lugar de una espira construimos un bobinado, es decir muchas espiras, tendremos una dinamo que produce mas corriente o mayor tensión en sus extremos y además constantemente, darse cuenta que con una sola espira cuando está perpendicular al campo (o fuera de el) los conductores de la espira no cortan el campo y por lo tanto no producen corriente, esto se evita poniendo más espiras en todos los ángulos. Hay que recordar que si no conectamos nada en los extremos aunque no tengamos corriente si que se genera un tensión, que es la que hará que al conectar un receptor comience a circular corriente eléctrica.
En este video podemos ver como es el funcionamiento de la dinamo y el motor eléctrico:
En este otro video podemos ver el funcionamiento y las partes de un alternador:
Aquí os dejo animaciones para poder entender mejor todo lo explicado:
- Podéis ver lo mismo de antes pero moviéndose el imán y dejando fija la espira.
- Espira girando y onda que produce. Se puede hacer como dinamo DC (corriente continua) o como alternador AC (corriente alterna). Fijate que lo que cambia solo es la forma del colector.
-Aquí tienes un alternador de una espira girando y produciendo la corriente
- Mueve el imán alejándole y acercándole a la espira y generaras corriente.
-Si quieres saber el principio de funcionamiento de los motores eléctricos pincha en el siguiente enlace: Motor eléctrico
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