Cuando se les presenta la electricidad y cómo funciona, la mayoría de las personas aprenden que la corriente eléctrica fluye de un polo negativo a uno positivo. Sin embargo, eso es realmente cierto solo para la electricidad de CC (corriente continua), y la CC es solo una de dos posibilidades. AC (corriente alterna) es el otro.
En lugar de viajar de un polo al otro, la corriente alterna oscila entre un par de terminales: el caliente y el neutro: cambio de dirección con una característica de frecuencia del generador que produce eso.
Los generadores de CA funcionan debido a la inducción electromagnética, por lo que un campo eléctrico cambiante produce un campo magnético y viceversa. En un generador de CA, también conocido como alternador, un rotor giratorio genera corriente en una bobina y la dirección de la corriente se invierte con cada media vuelta del rotor. Uno de los principales usos de un generador de CA es producir electricidad para consumo masivo.
Una ventaja clave de un alternador es que funciona con un dispositivo llamado
transformador, que puede aumentar y disminuir el voltaje. Esta es la razón por la que los generadores de CA alimentan la mayor parte de la red eléctrica mundial, al menos por ahora.Usos de un generador de CA
El principio detrás de un generador de CA es simple. Una fuente de energía externa, como el agua en movimiento o el vapor producido por la combustión de combustibles fósiles o la fisión nuclear controlada, hace girar un rotor y la rotación genera corriente alterna en un devanado de la bobina. Básicamente, la electricidad está lista para usarse tan pronto como conecte la bobina a una carga.
Los pequeños generadores de gasolina pueden suministrar suficiente energía para hacer funcionar los electrodomésticos, y los grandes generadores hidroeléctricos, de carbón y de turbinas nucleares pueden alimentar ciudades enteras. Cuando se trata de la producción de electricidad a gran escala, la generación de energía CA tiene una clara ventaja sobre la CC.
Los transformadores reducen la pérdida de transmisión
Al usar un transformador, puede aumentar el voltaje de la corriente alterna a muchos miles de voltios, lo que hace factible la transmisión a larga distancia a lo largo de líneas eléctricas. En el punto de uso, utiliza otro transformador para reducir el voltaje a un nivel utilizable. Los transformadores solo funcionan con corriente alterna, porque también dependen de la inducción electromagnética.
Sin el aumento de voltaje, la pérdida de potencia por resistencia eléctrica y las fugas magnéticas harían impráctica la transmisión de potencia a larga distancia. Si los generadores de energía de CC suministraran la red eléctrica, tendría que haber más centrales eléctricas, y cada estación solo podría abastecer un área limitada. El paisaje estaría salpicado de mini estaciones de generación de energía en lugar de las grandes estaciones centralizadas que existen en la actualidad.
Los alternadores que generan corriente CC se denominan dínamos.
Es posible generar energía CA con un alternador conectando un conmutador al rotor, lo que evita que la corriente cambie de dirección cuando el rotor gira. Esto convierte el alternador en un dinamo, y una de las ventajas de una dínamo es que puede usarla para cargar una batería.
Sin embargo, una mayor eficiencia es una ventaja importante de un alternador sobre una dinamo, por lo que las dinamos son Usualmente se usa a la inversa como motores para juguetes y herramientas eléctricas que funcionan con baterías y no para cargar baterías en automóviles.
Los peligros de los generadores de energía CA
Generar energía CA con un alternador no es intrínsecamente más peligroso que usar una batería, pero cuando el El voltaje de un generador de CA a gran escala aumenta a varios miles de voltios, se vuelve extremadamente peligroso. Thomas Edison hizo famoso este punto al electrocutar animales callejeros en un esfuerzo por convencer a los inversores de que respaldaran el desarrollo de energía de CC. Los generadores y transformadores de CA deben estar fuertemente aislados para que sean seguros.
El flujo de electricidad a través de las bobinas del generador y el transformador produce calor resistivo y esto crea otro problema. Si el calor se vuelve extremo durante, por ejemplo, una subida de tensión accidental, un transformador o una bobina del generador pueden quemarse o calentarse lo suficiente como para dañar el aislamiento eléctrico o iniciar un incendio. Este tipo de accidente ocurre de vez en cuando y es una causa potencial de incendios forestales.