Generadores de Corriente Alterna Generadores de Corriente Alterna
Facultad de Ingeniería Química Facultad de Ingeniería Química
Curso:
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ELECTRICID ELECTRICIDAD AD APLICADA APLICADA
Ciclo:
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“VIII”“VIII”INDICE:
INDICE:
I.
I. Presentación Presentación 33
II.
II. Evolución Evolución Histórica Histórica 44 III.
III. Plano Plano / / Esquema Esquema 66 IV.
IV. Partes Partes / / Características Características 77 V.
V. Tipos Tipos de de Generadores Generadores 10 10 a)
a) Según Según su su configuración configuración física física 10 10
Generadores de Corriente Alterna
I. PRESENTACIÓN
El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.
El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.
Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el
II. EVOLUCIÓN HISTÓRICA
Antes de que se descubriera la conexión entre el magnetismo y la electricidad, se han utilizado los generadores electrostáticos. Ellos operan en principios electrostáticos.
Estos generadores generan muy alto voltaje y baja corriente. Funcionaron con correas móviles cargadas eléctricamente, placas y discos que llevaron a cargo a un alto potencial de electrodo. La carga se genera mediante dos mecanismos:
Inducción electrostática
El efecto triboeléctrica, donde el contacto entre dos aisladores les deja cargada.
Debido a su ineficiencia y la dificultad de máquinas que producen voltajes muy altos de aislamiento, los generadores electrostáticos tenían puntuaciones de baja potencia, y nunca se utilizaron para la generación de cantidades comercialmente significativas de la energía eléctrica. La máquina de Wimshurst y el generador de Van de Graaff son ejemplos de estas máquinas que han sobrevivido.
En 1827, el húngaro Anyos Jedlik comenzó a experimentar con los dispositivos
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regiones que estaban fuera de la influencia del campo magnético. Esta contracorriente limita la salida de potencia a los cables de la recogida, y calefacción residuos inducida del disco de cobre. Más tarde generadores homopolares resolverían este problema mediante el uso de una serie de imanes dispuestos alrededor del perímetro del disco para mantener un efecto de campo constante en una dirección de flujo de corriente.
Otra desventaja es que la tensión de salida fue muy baja, debido a la única trayectoria de la corriente a través del flujo magnético. Los experimentadores han encontrado que el uso de múltiples vueltas de alambre en una bobina podría producir mayores tensiones, más útiles. Dado que la tensión de salida es proporcional al número de vueltas, los generadores pueden ser fácilmente diseñados para producir cualquier voltaje deseado variando el número de vueltas. Arrollamientos de alambre se convirtieron en una característica básica de todos los diseños de generadores posteriores.
La dinamo fue el primer generador eléctrico capaz de suministrar energía para la industria. El dínamo utiliza inducción electromagnética para convertir la rotación mecánica en corriente directa a través del uso de un conmutador. La primera dinamo fue
magnético estaba en direcciones opuestas. La primera demostración pública de un
"sistema de alternador" más sólida se llevó a cabo en 1886. Grandes generadores de dos fases de corriente alterna fueron construidos por un electricista británico, JEH Gordon, en 1882 - Lord Kelvin y Sebastian Ferranti también desarrolló los primeros alternadores, produciendo frecuencias comprendidas entre 100 y 300 Hz. En 1891, Nikola Tesla patentó una práctica alternador de "alta frecuencia". Después de 1891, alternadores polifásicos se introdujeron para suministrar corrientes de varias fases diferentes. Más tarde alternadores fueron diseñados para variar las frecuencias de corriente alterna entre dieciséis y alrededor de un cientos de hertzios, para su uso con iluminación de arco, lámparas incandescentes y motores eléctricos.
Grandes dinamos de generación de energía de corriente continua rara vez se ven debido al uso ahora casi universal de corriente alterna para la distribución de energía. Antes de la adopción de la AC, muy grandes dinamos de corriente continua son el único medio de generación y distribución de energía. CA ha llegado a dominar debido a la capacidad de CA para ser fácilmente transformado desde y hacia voltajes muy altos para permitir
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IV. PARTES DE UN GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA Partes principales de un generador de corriente alterna son:
Estator
Armadura o inducido
Colector (anillos rasantes)
Escobillas o carbones
El estator:
Un estator es una parte fija de una máquina rotativa, la cual alberga una parte móvil (rotor), en los motores eléctricos el estator está compuesto por un imán natural o por una o varias bobinas montadas sobre un núcleo metálico que generan un campo magnético en motores más potentes y de corriente alterna, (también se les llama inductores).
Las partes principales son:
Carcasa
Escudos
Armadura o inducido:
En el contexto de las máquinas eléctricas, inducido es la parte de la máquina rotativa donde se produce la transformación de energía mecánica en eléctrica mediante inducción electromagnética.
Es la parte fija de la máquina, y está formado por un cilindro hueco de chapas apiladas de hierro al silicio con las ranuras en la parte interior, donde se alojan las bobinas. En estas se induce la fuerza electromotriz cuando el inductor gira en el interior del inducido. Las bobinas del inducido se conectan a unos bornes que están en el exterior de la carcasa de la máquina con el fin de conectarlas al circuito exterior al que entregan la corriente inducida.
Colector o anillos rasantes:
El rotor está constituido por tres devanados de hilo de cobre conectados en un punto común. Los extremos pueden estar conectados a tres anillos de cobre que giran solidariamente con el eje (anillos rasantes). Haciendo contacto con estos tres anillos se encuentran unas escobillas que permiten conectar a estos devanados unas resistencias que permiten regular la velocidad de giro del motor.
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Escobillas o carbones:
Las escobillas están fabricadas de carbón prensado y calentado a una temperatura de 1200°C.
Se apoyan rozando contra el colector gracias a la acción de unos resortes, que se incluyen para hacer que la escobilla esté rozando continuamente contra el colector. El material con que están fabricadas las escobillas produce un roce suave equivalente a una lubricación.
Porta Carbones
Son elementos que sujetan y canalizan el movimiento de los carbones. Los se deslizan libremente en su caja siendo obligadas a apoyarse sobre el colector por medio de un resorte que carga al carbón con una tensión determinada.
V. TIPOS DE UN GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA
Podemos producir la corriente alterna haciendo rotar los imanes o la espira. A la parte que gira le llamaremos rotor, y a la que permanece estática, estator. Esto nos permite clasificar los generadores en dos tipos:
Según su configuración física:
Generadores de campo magnético estático:
En este tipo de generadores alterna la espira rota en un campo magnético constante.
