Menu

Cambra de combustió
Motor tèrmic de cilco Otto

Generador elèctric

Generador elèctric

Un generador elèctric és una màquina que transforma energia mecànica de rotació en energia elèctrica. En aquest sentit, funciona en el sentit invers a com funciona un motor elèctric.

Un generador elèctric és tot aquell dispositiu capaç de mantenir una diferència de potencial elèctric (voltatge) entre dos punts, anomenats pols o borns. Els generadors elèctrics són màquines elèctriques destinades a transformar l'energia mecànica en elèctrica. Aquesta transformació s'aconsegueix per l'acció d'un camp magnètic sobre els conductors elèctrics disposats en bobines sobre una armadura de xapes. Si mecànicament es produeix un moviment relatiu entre els conductors i el camp, es generi una força electromotriu, tal com va descobrir el físic Michael Faraday.

També se li vaig poder cridar màquina generatriu de fem (força elèctrica motriu).

Els generadors de corrent elèctric poden ser de dos tipus:

  • Generador elèctric de corrent continu. En el generador elèctric de corrent continu, o na bobina de cable que gira en un camp magnètic produeix un corrent que canvia de direcció amb cada rotació de 180 °.
  • Generador elèctric de corrent altern. Aquest últim habitualment se l'anomena alternador o generadors síncrons. Les màquines síncrones estan connectades directament a la xarxa i han d'estar correctament sincronitzades durant el inicio.9 A més, estan excitades amb un control especial per millorar l'estabilitat de sistema d'energia.

Tots els generadors necessiten una màquina motriu (motor) d'algun tipus per produir la força de rotació, per mitjà de la qual un conductor pot tallar les línies de força magnètiques i produir una fem (força elèctrica motriu). La màquina més simple dels motors i generadors és l'alternador.

Com funciona un generador elèctric?

Tots els generadors elèctrics (excepte els generadors electrostàtics) funcionen segons el principi de la inducció elèctrica, on el corrent elèctric es genera quan el conductor es creua amb les forces de el camp magnètic. En generadors més petits, el camp magnètic és proveït per imants permanents. D'altra banda, les unitats més grans tenen electroimants més comuns, que al seu torn requereixen una font addicional de corrent d'excitació.

Amb els generadors de corrent altern moderns, el corrent d'excitació proporciona una font externa separada (generador o rectificador de corrent contínua), i en el cas dels generadors de corrent continu, el circuit d'excitació també pot connectar-se a l'enrotllament inductor (és a dir , el debanat inductor de voltatge).

A causa de que el corrent d'excitació és molt menor que el corrent en l'inductor, el circuit d'excitació generalment està muntat en el rotor de el generador, ja que els anells col·lectors no són adequats per conduir un corrent gran. Per contra, en el cas d'un generador de corrent contínua, on el commutador muntat al rotor proporciona la conversió de corrent altern a corrent continu, la bobina d'excitació es munta en l'estator i l'inductor en el rotor.

En general, el funcionament dels generadors és exactament l'oposat a el dels motors elèctrics.

Tipus de generadors elèctrics

Hi ha diferents formes de classificar els generadors elèctrics depenent de l'criteri que se segueixi. Una de les formes de classificar els diferents tipus de generador és fer-ho depenent d'on apareix l'energia primària.

  • Generadors elèctrics químics. Com ara les piles i bateries, ja que converteixen en electricitat l'energia de certes reaccions químiques. Un generador electroquímic és un tipus de generador elèctric que converteix directament l'energia química emmagatzemada en substàncies químiques en un corrent elèctric, mitjançant una reacció química, sense passar per altres tipus d'energia com a energia tèrmica, mecànica o magnètica.
  • Generadors elèctrics mecànics. Els aerogeneradors i les centrals hidroelèctriques, inclouen alternadors, antigament dinamos que transformen l'energia mecànica en energia elèctrica. Es basen en el fenomen de la inducció electromagnètica.
  • Generadors elèctrics fotovoltaics. Aquest tipus de generadors elèctrics són els que s'utilitzen en l'energia solar fotovoltaica per generar electricitat. Gràcies a l'efecte fotovoltaic, les plaques fotovoltaiques generen electricitat a partir de la radiació solar.

    Història dels generadors elèctrics

    Primerament només hi havia sistemes de bateries per abastir el consum d'electricitat, fins que en 1831 el físic Michael Faraday, va publicar els seus treballs sobre la inducció electromagnètica, posteriorment els va acabar el físic Franz Ernst Neumann al 1841, això va concloure en la fabricació de les dinamos , que subministren corrent continu. Però el corrent continu no podia ser distribuïda a grans distàncies, i amb la invenció de l'alternador, i el transformador, això va ser possible.

    Aquestes primeres màquines elèctriques eren mogudes per màquines de vapor, i posteriorment es van utilitzar motors de combustió interna, turbines hidràuliques i aerogeneradors.

    També és de destacar, l'impuls que estan tenint avui en dia, els dispositius fotovoltaics formats per semiconductors.

    El primer ús a escala industrial d'alternadors L'alternador Alliance, desenvolupat per Floris Nollet (Brussel·les) el 1849, va ser el primer generador utilitzat en la indústria. L'ús previst de les màquines era desmuntar l'aigua electroquímicament per obtenir gas lluminós per a la il·luminació. De fet, la majoria de les màquines sense commutadors en fars anglesos i francesos es van utilitzar per operar llums d'arc. Els últims només van quedar fora de servei a principis de segle XX.

    Autor:

    Data de publicació: 17 de novembre de 2016
    Última revisió: 26 de febrer de 2020