Generador eléctrico

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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 generara una fuerza electromotriz (F.E.M.).

Se clasifican en dos tipos fundamentales: primarios y secundarios. Son generadores primarios los que convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, mientras que los secundarios entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente. Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento.

[editar] Generadores primarios

• energía mecánica:
  • triboelectricidad
    • cuerpos frotados
    • máquinas electrostáticas
  • piezoelectricidad
• energía magneto-mecánica:
  • corriente continua: dinamo
  • corriente alterna: alternador
• energía química:
  • celda voltaica
• radiación electromagnética:
  • fotoelectricidad
• energía térmica:
  • termoelectricidad

[editar] Generadores secundarios

• polarización dieléctrica:
  • botella de Leyden, condensador, capacitor
• campo magnético
  • transformador
• energía química:
  • acumulador
  • condensador electrolítico

Desde el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos ideales:

• generador de voltaje: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos.

• generador de corriente: 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.

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 su 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:

Una característica de cada generador es su fuerza electromotríz (F.E.M.), 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 F.E.M. 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, V_a-b, es dependiente de la carga Rc.

La F.E.M. 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 V_a-b = E.