
Guía completa de clasificación de generadores de corriente continua tipos características y aplicación
¿Te has informado sobre los variados tipos de generadoras de corriente continua? En este escrito, te brindaremos información completa acerca de las generadoras CC: de serie, de derivación y compuestas. Conoce sus particularidades y usos específicos y determina cuál es el más conveniente según tus requerimientos. ¡No te pierdas esta oportunidad!
La Rotación de la Energía Una Guía sobre los Generadores Eléctricos
Las máquinas eléctricas son increíbles dispositivos capaces de convertir la energía eléctrica en diversas formas de energía. Los diferentes tipos en los que se dividen son los siguientes:
Existen las máquinas rotativas, en las cuales el *rotor* está montado en un eje que se apoya sobre dos rodamientos o cojinetes. Es esencial que entre el rotor y el *estátor* haya un espacio de aire, conocido como entrehierro, para permitir la rotación de la máquina. Tanto en el estátor como en el rotor, se encuentran devanados hechos con conductores de cobre, por los que circulan corrientes suministradas o cedidas a un circuito externo que conforma el sistema eléctrico.
Uno de los devanados es el que genera un flujo en el entrehierro y se denomina *inductor*. El otro devanado recibe el flujo del primero y se conoce como *inducido*. Además, el induce al rotor a girar, manteniendo en marcha el movimiento de la máquina. Como se puede observar, la interacción entre ambos devanados es esencial para el funcionamiento óptimo de la máquina eléctrica.
Primeros Pasos en la Utilización de Generadores de Corriente Directa
Dispositivos que convierten energía mecánica en eléctrica
Los generadores de corriente continua (CC) son herramientas fundamentales en el ámbito de la electricidad. Estos aparatos son capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica en forma de corriente continua.
Corriente continua vs. corriente alterna
A diferencia de la corriente alterna (CA), la corriente continua se caracteriza por fluir en una dirección constante. Esto significa que no hay cambios en la intensidad ni en el sentido del flujo de la corriente eléctrica. Por el contrario, la corriente alterna varía en su dirección y fuerza periódicamente.
Componentes, funcionamiento y tipos
En esta primera parte, nos adentraremos en los detalles de los generadores de corriente continua. Veremos cuáles son los componentes clave que los conforman, cómo funciona su principio básico y qué tipos existen dentro de esta categoría.
Variantes de Dispositivos de Corriente Directa
Los generadores de corriente continua (CC) se utilizan en diversos ámbitos, desde la recarga de baterías hasta la alimentación de motores eléctricos en entornos industriales. A continuación, analizaremos en profundidad sus distintas aplicaciones, beneficios y limitaciones, así como su diseño.
Los generadores de CC son ampliamente utilizados debido a su versatilidad. Uno de sus principales usos es para la carga de baterías, tanto en vehículos como en dispositivos portátiles. Además, son fundamentales en la alimentación de motores en sistemas industriales, ya que estos requieren una fuente de energía constante y estable.
Entre las aplicaciones específicas de los generadores de CC se encuentran: suministro de energía en sistemas de emergencia, equipos médicos, sistemas de telecomunicaciones, vehículos eléctricos, entre otros. También son muy utilizados en dispositivos electrónicos de baja potencia, como reproductores de música, linternas, calculadoras, entre otros.
Una de las ventajas más destacadas de los generadores de CC es su capacidad de proporcionar una corriente constante, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren una fuente de energía estable. Además, su construcción es relativamente sencilla, por lo que su mantenimiento y reparación resultan más económicos en comparación con otros sistemas de alimentación.
Pese a sus beneficios, los generadores de CC también tienen algunas desventajas. Algunas de ellas son: la necesidad de utilizar un colector o conmutador para producir corriente en una sola dirección, su menor eficiencia en comparación con los generadores de corriente alterna (CA) y su ruido electromagnético que puede afectar a otros dispositivos electrónicos cercanos.
En cuanto a consideraciones de diseño, es importante tener en cuenta factores como la velocidad, tamaño y potencia requerida al elegir un generador de CC adecuado para una aplicación específica. También es necesario considerar la duración de la energía suministrada, la eficiencia deseada y el costo.
Si bien tienen ventajas y desventajas, su elección dependerá de las necesidades específicas de cada situación y un cuidadoso diseño garantizará su eficiencia y efectividad en su uso.
Funcionamiento de un generador eléctrico El Principio de Faraday en acción
La Ley de Faraday se basa en los experimentos realizados en 1830 por el físico británico Michael Faraday. Según esta ley, el voltaje inducido en un circuito se relaciona directamente con el cambio en el flujo magnético en un conductor o espira. Es decir, la presencia de un campo magnético y una espira conductora son necesarios para generar una fuerza electromotriz (f.e.m.).Faraday también inventó el primer generador electromagnético, conocido como el disco de Faraday. Este dispositivo consistía en un disco de cobre impulsado por una manivela y rodeado por un imán en forma de herradura. Esto demostró que se puede producir electricidad gracias al magnetismo y abrió el camino hacia la creación de conmutadores, dínamos de corriente continua y alternadores de corriente.
Cuando una espira conductora se encuentra dentro de un campo magnético y se hace circular una corriente, se generan fuerzas que hacen que la espira gire alrededor de su eje. De manera inversa, al hacer girar una espira dentro de un campo magnético, se produce una corriente inducida. Esta corriente es la responsable de la fuerza electromotriz y varía según la posición de la espira y el campo magnético. Cuanto más flujo magnético (medido en líneas) atraviese la espira, mayor será la cantidad de corriente inducida o f.e.m. producida.
El proceso de cambio en las dinamos
La Operación de Conmutación, también conocida como Rectificación de SeñalLa conmutación es un proceso importante que permite transformar una señal alterna en una señal continua. Se lleva a cabo principalmente en dinamos, ya que estas deben proveer corriente continua. En estos casos, la conmutación se realiza mediante un componente llamado colector de delgas.
Los anillos del colector tienen un propósito específico: asegurar que la corriente siempre fluya en la misma dirección fuera de la espira. Sin embargo, este proceso puede presentar desafíos.
Dificultades en la ConmutaciónCuando el generador está funcionando con carga conectada en sus bornes, puede haber una caída de tensión interna. Además, el inducido produce un campo magnético opuesto al generado por el imán, conocido como "fuerza contraelectromotriz". Esto puede desviar el plano neutro, complicando aún más la operación de conmutación.
Posibles Soluciones a los Problemas de ConmutaciónExisten varias formas de mejorar la conmutación y solucionar los problemas antes mencionados. Entre ellas, se pueden mencionar: el desplazamiento de las escobillas, el uso de bobinas de compensación y la implementación de polos de conmutación o auxiliares.
Vínculos esenciales en relación al generador de corriente continua con sistema de excitación separado
Al observar el esquema del circuito, representado en la figura 1, es posible formular las siguientes ecuaciones que describen las características de un generador de corriente continua con excitación separada.
En otras palabras, en un generador de corriente continua con excitación separada, la corriente en el devanado o armadura y la corriente consumida por la carga son iguales.
Generador de CC autoexcitado
Un tipo de generador de corriente continua (CC) que se destaca por excitar el devanado de campo con una porción de la energía producida por el propio generador se llama generador de CC autoexcitado. De esta manera, una de las principales ventajas de este tipo de generador es que no necesita una fuente externa de energía para la excitación del devanado de campo.
Además, los generadores de CC autoexcitados se dividen en tres tipos según la conexión del devanado de campo y el devanado de armadura.
El generador de CC en serie se caracteriza por tener el devanado de campo conectado en serie con el devanado de armadura, como se muestra en el diagrama de circuito del generador de CC en serie típico en la figura 2.