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.).

En la actualidad, la generación de C.C. se realiza mediante pilas y acumuladores o se obtiene de la conversión de C.A. a C.C. mediante los puentes rectificadores. El uso de la dinamo para la producción de energía en forma de C. C. se estuvo utilizando hasta la llegada de los alternadores, que con el tiempo la han dejado totalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para aplicaciones específicas, como por ejemplo, para medir las velocidades de rotación de un eje (tacodinamos), ya que la tensión que presentan en los bornes de salida es proporcional a la velocidad de la misma.

Se puede decir que una dinamo es una máquina eléctrica rotativa que produce energía eléctrica en forma de corriente continua aprovechando el fenómeno de inducción electromagnética. Esta máquina consta fundamentalmente de un electroimán encargado de crear un campo magnético fijo conocido por el nombre de inductor, y un cilindro donde se enrollan bobinas de cobre, que se hacen girar a una cierta velocidad cortando el flujo inductor, que se conoce como inducido.

Tipo de generadores electricos

Los generadores electricos pueden ser de diferentes tamaños y pueden ser instalados como una sola unidad o como un grupo de varios generadores electricos conectados en paralelo. Los generadores electricos normalmente utilizan diesel, gas natural o gasolina como fuentes de combustible, los generadores electricos diesel son los más comunes. Los generadores electricos pueden ser instalados con interruptores de transferencia automática que monitorean el voltaje de las líneas de servicios públicos. Al detectar un fallo de alimentación, un interruptor de transferencia inmediatamente señaliza a los generadores electricos para que se pongan en marcha. Una vez que los generadores electricos inician el suministro de energía constante, el interruptor de transferencia automática apaga la línea de servicios públicos sin dejar de vigilar sus niveles de tensión. Una vez que se reanuda el suministro de energía, el conmutador lo detecta y señaliza a los generadores electricos para que estos se paren automáticamente parando también el suministro de energía. Esto alivia la necesidad de iniciar los generadores electricos de forma manual y puede proporcionar energía de reserva rápida en el caso de un corte de luz, que es crítico para la mayoría de las empresas y aplicaciones comerciales.

La comunicación, resulta muy importante y cualquier retraso en la transmisión de noticias o comunicaciones a los organismos de rescate puede conducir a la pérdida de vidas. Las torres de telecomunicaciones y satélite deberían tener generadores electricos de respaldo adecuados usando estos generadores electricos múltiples para evitar fallas. En muchos casos de fallo prolongado de energía donde el respaldo adecuado de generadores

electricos no se ha hecho disponible, se sabe que han ocurrido grandes pérdidas financieras.

Generadores primarios

Se indican de modo esquemático la energía de partida y el proceso físico de conversión. Se ha considerado en todos los casos conversiones directas de energía. Por ejemplo, el hidrógeno posee energía química y puede ser convertida directamente en una corriente eléctrica en una pila de combustible. También sería su combustión con oxígeno para liberar energía térmica, que podría expansionar un gas obteniendo así energía mecánica que haría girar un alternador para, por inducción magnética, obtener finalmente la corriente deseada.

Energía de partidaProceso físico que convierte dicha energía en energía

eléctrica

Energía magneto-mecánica

Son los más frecuentes y fueron tratados como generadores eléctricos genéricos.

Corriente continua : Dinamo Corriente alterna : Alternador

Energía química (sin intervención de campos magnéticos)

Celdas electroquímicas y sus derivados: pilas eléctricas, baterías, pilas de combustible.

Ver sus diferencias en generadores electroquímicos.Radiación electromagnética Fotoelectricidad, como en el panel fotovoltaico

Energía mecánica (sin intervención de campos magnéticos)

Triboelectricidad o Cuerpos frotadoso Máquinas electrostáticas, como el generador

de Van de Graaff Piezoelectricidad

Energía térmica (sin intervención de campos magnéticos)

Termoelectricidad (efecto Seebeck)

Energía nuclear (sin intervención de campos magnéticos)

Generador termoeléctrico de radioisótopos

Generador termoeléctrico de radioisótopos de la sonda espacial Cassini.

En la mayoría de los casos, el rendimiento de la transformación es tan bajo que es preferible hacerlo en varias etapas. Por ejemplo, convertir la energía nuclear en energía térmica, posteriormente en energía mecánica de un gas a gran presión que hace girar una turbina a gran velocidad, para finalmente, por inducción electromagnética obtener una corriente alterna en un alternador, el generador eléctrico más importante desde un punto de vista práctico como fuente de electricidad para casi todos los usos actuales.

[editar] Generadores ideales

Desde el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos de generadores ideales:1

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

Figura 1: Generador de tensión ideal; E = I×Rc

Generador de corriente o intensidad: 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 se cumpliría la ecuación:

E = I×Rc

Figura 2: E = I×(Rc+Ri)

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:

E = I×(Rc+Ri)

Así, un generador real puede considerarse en muchos casos como un generador ideal de tensión con una resistencia interna en serie, o bien como un generador ideal de intensidad en paralelo con una resistencia.1

[editar] Fuerza electromotriz de un generador

Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega epsilon (ε), y 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. (ε) 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, Va-b, es dependiente de la carga Rc.

La F.E.M. (ε) 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 Va-b = E.