clase 7
GENERADORES ELÉCTRICOS
Habíamos visto que mediante una bobina ó conductor, producimos un campo magnético a partir de hacer una corriente eléctrica por el alambre conductor de dicho inductor. Tenemos entonces, un electroimán.
También hemos hablado del principio de transformación que modifica la forma en que esa energía se manifiesta. Sea en forma de cargas eléctricas, en temperatura, en campo magnético, Etc. Ahora experimentaremos en el proceso de poder convertir el fenómeno por el cual la energía eléctrica se transforma en campo magnético, tratando de obtener energía eléctrica a partir de un campo magnético.
Al experimentar sometiendo un inductor a un campo magnético, podemos observar lo siguiente.
a) Al acercar el imán a el núcleo del inductor, la aguja indica corriente eléctrica de un determinado sentido (negativa o positiva)
b) Al alejar el imán del núcleo, la aguja indica también corriente eléctrica pero en sentido contrario al que se produjo al acercarlo.
c) Si dejamos quieto el imán con respecto al núcleo, la aguja vuelve a ( 0 ) indicando que no hay corriente eléctrica.
d) Si hacemos girar el imán frente al núcleo del inductor, la aguja indica corriente eléctrica que cambia de signo en forma alterna. En un instante es positiva y luego inmediatamente después es negativa, pasando luego a ser nuevamente positiva y así en forma sucesiva mientras se gire el imán frente al núcleo.
e) En ésta opción, utilizaremos un electroimán en vez de un imán permanente.
En la figura 2, hemos remplazado al imán permanente por un electroimán, el que accionemos mediante una llave ( S1 )
Con la llave cerrada, repetimos las experiencias de acerca, alejar y hacer rotar el imán frente al núcleo, y veremos que los resultados son similares.
f) Acercamos con la llave desconectada, el electroimán al núcleo y lo dejamos en una posición fija. Luego procedemos a conectar la llave, se produce nuevamente un movimiento de la aguja, pero en sentido contrario.
g) Si conectamos y desconectamos la llave sucesivamente, se produce un efecto similar al de girar el imán frente al núcleo, es decir tenemos corriente alternadamente positiva y negativa.
CONCLUSIONES
Para producir corriente eléctrica en un inductor, tenemos que producir campo magnético variable, ya sea con movimiento de un imán frente al inductor o sea variando la energía aplicada al electroimán.
En el caso de mover el campo magnético frente al inductor, la energía resultante es proporcional a las energías aplicadas. (Campo magnético + movimiento). Si lo que quiero extraer del generador es de baja intensidad, en la práctica de la energía magnética permanece sin variar, traduciéndose en corriente eléctrica solo la energía aplicada al movimiento del imán. (caso 1)
En el caso de variar la intensidad de la corriente aplicada al electroimán la energía resultante, es proporcional a la energía aplicada al electroimán deduciendo pérdidas por incremento de temperatura y otros efectos no aprovechables, como ruidos, vibraciones, Etc. (caso 2)
En el caso:1, mostramos los diversos mecanismos utilizados para generar energía eléctrica a partir del movimiento de una pieza polar o imán fijo frente a un inducido. Así tenemos los MAGNETOS de distinto tipo.
En el caso: 2p, tenemos una pieza móvil que es un electroimán, como en el caso de los alternadores utilizados en los automóviles y camiones.
Acá se muestra solo el detalle de la bobina recolectora y del rotor pero hay que mencionar que dichos alternadores incluyen un circuito rectificador formado por varios diodos montados sobre un disipador térmico y las conexiones que permiten acoplar un regulador al campo magnético del rotor, lo cual suele venir incorporado al alternador.
Cuando fijamos las piezas polares; constituimos un transformador.
En éste aparato, tenemos dos bobinas, la primera donde se aplica la electricidad para producir el campo magnético, y la segunda donde se recolecta la energía resultante de la variación del campo magnético. En la práctica, se utiliza una solo pieza de hierro común a ambas bobinas, que recibe el nombre NÚCLEO, y las bobinas se arrollan sobre un mismo carretel, separadas por capas de material asistente.
CIRCUITOS RECTIFICADORES. Hemos visto en la lección interior, las características de la corriente alternada, tato la que proviene de la línea de alimentación domiciliaria, como la que nos provee un transformador de alimentación o alguna otra fuente de corriente alterna como el caso de los alternadores y magnetos.
Pero hay usos específicos, donde la corriente que necesitamos tiene que ser continuas, como en la alimentación de los equipos electrónicos, motores de corriente continua, baterías recargables o sistema de acumulación de cargas eléctricas para usos flash, Etc., para lo cuál tenemos que transformar la corriente alterna en corriente continua.
Este procedimiento en la antigüedad se hacía mecánicamente, mediante contactos sincrónicos: (Que se activan simultáneamente a las variaciones de la corriente alternada) en los VIBRADORES y mecanismos similares, mediante contactos giratorios, generalmente adosados al generador, sea un sistema de contactos semejantes a los de un motor eléctrico, con delgas de cobre en un colector y escobillas de carbón, o sea mediante levas que accionan algún sistema de platinos.
Símbolo y detalle de un vibrador sistema de leva de colector
En reemplazos de éstos primitivos sistemas de rectificación (así se llama al procedimiento por el cual se obtiene una continua de una alterna) se utilizaron de DIODOS, primitivamente y para usos de muy poca intensidad, lámparas de vació, después materiales semiconductores al aire libre, en chapas disipadoras de aluminio, conocidos comercialmente como Selenar y por último, los diodos encapsulados en vidrio, cerámica, plástico, con accesorios de montaje y disipación de calor o sin ellos según el uso.
Por convención, se ha llamado a los rectificadores a válvulas o lámparas. Termoiónicos, ya los rectificadores restantes, de estado sólido, en virtud de poder soportar las vibraciones y golpes sin deteriorarse.
Los diodos de bigotes y otros de juntura de bajo amperaje reciben el nombre de Diodos de señal y lo que soportan corrientes mas elevadas se llaman Diodos rectificadores, habiendo entre estos últimos distintas variedades y formas según el uso específico.