Alternadores

    Se llama alternadores a unos dispositivos que sirven para producir corrientes eléctricas alternas. Su funcionamiento se basa en hacer girar una espira en el seno de un campo magnético, con lo que se creará una variación de flujo que engendrará una fuerza electromotriz inducida.

    En la práctica, para fabricar un alternador se coloca un conjunto de n espiras muy próximas entre sí para formar un cuadro que gira alrededor de su eje con una velocidad angular . Este cuadro se halla en el interior de un campo magnético de inducción B. Llamando S a la superficie de dicho cuadro, la fuerza electromotriz inducida, E, que se crea es:

    E = n · B · S · · sen (1)

    siendo  el ángulo formado por la dirección del vector y la normal al plano del cuadro, que irá variando con el giro de éste.

    Si se suponen constantes n, B, S y , es decir, se consideran unos valores dados de estos parámetros, el valor de E sólo dependerá del seno del ángulo , por lo que:

    • E será máximo cuando  = 90°, con lo que sen = 1, y, por tanto, su valor sería:

    Em = n · B · S ·  (2)

    • E alcanza su valor mínimo si = 0º, ya que entonces sen = 0 y:

    E = 0

    Los valores hallados permiten afirmar que la fuerza electromotriz inducida en el cuadro es máxima, cuando el plano de las espiras es paralelo a la dirección del vector inducción magnética , y es mínimo (nulo) cuando es perpendicular a dicha dirección.

    Teniendo en cuenta el valor de la fuerza electromotriz máxima dado por (2), la igualdad (1) puede expresarse en la forma:

    E = Em · sen  (3)

    de lo que se concluye que la fuerza electromotriz inducida es de carácter sinusoidal. Teniendo en cuenta que:

    =  t = 2 f t

    siendo f la frecuencia de movimiento de rotación del cuadro de espiras, (3) puede escribirse como:

    E = Em · sen 2 f t

    Finalmente, debe decirse que en los alternadores industriales el cuadro de espiras, llamado inducido, está arrollado sobre un cilindro de hierro, mientras que el campo magnético es suministrado por un electroimán. Los terminales de las espiras están unidos a dos anillos que, por medio de unas escobillas, transportan la fuerza electromotriz inducida a un circuito exterior.