Obtención de una corriente eléctrica alterna
La corriente alterna, en el sentido tradicional, es la corriente obtenida de un voltaje alterno que varía armónicamente (sinusoidal). El voltaje alterno se genera en la planta de energía y está constantemente presente en cada tomacorriente en la pared.
La corriente alterna también se usa para transmitir electricidad a largas distancias porque el voltaje alterno se aumenta fácilmente. usando un transformadory, por lo tanto, la energía eléctrica puede transmitirse a distancia con pérdidas mínimas y luego reducirse con la ayuda de un transformador a un valor aceptable para una red doméstica.
Se genera un voltaje alterno (y por lo tanto corriente) en la planta de energíadonde los variadores de CA de generadores industriales son impulsados por turbinas impulsadas por vapor a alta presión. El vapor se produce a partir de agua que se calienta fuertemente por el calor generado por una reacción nuclear o por la quema de combustibles fósiles, según el tipo de central eléctrica. En cualquier caso, la rotación del alternador es la causa de la formación de tensión y corriente alternas.
Para responder a la pregunta de cómo se forma el generador. corriente alterna, es suficiente considerar un modelo elemental que consta de un trozo de alambre y un imán, recordando al mismo tiempo Fuerza de Lorentz y ley de inducción electromagnética... Digamos que hay un cable de 10 cm de largo sobre la mesa, y en nuestra mano hay un fuerte imán de neodimio, cuyo tamaño es un poco más pequeño que el cable. Adjuntamos un galvanómetro sensible o un voltímetro de cuadrante a los extremos del cable.
Acercamos el imán con uno de los polos al cable, a una distancia de menos de 1 cm, y tiramos rápidamente del imán hacia el cable a través de él de izquierda a derecha: cruzaremos el cable con el campo magnético del imán. . La aguja del galvanómetro se desviará repentinamente en cierta dirección y luego volverá a su posición original.
Gire el imán con el otro polo hacia el cable. Y nuevamente, moviendo la mano de izquierda a derecha, cruce rápidamente el cable experimental con un campo magnético. La aguja del galvanómetro osciló bruscamente en la otra dirección y luego volvió a su posición original. En lugar de invertir el imán, primero puede moverse de izquierda a derecha y luego de derecha a izquierda, el efecto de cambiar la dirección de la corriente generada será el mismo.
El experimento mostró que para obtener un voltaje alterno, debemos mover el imán a través del cable hacia la derecha y hacia la izquierda, o cruzar el cable con polos magnéticos alternos. en el generador en la planta de energía (y en todos los alternadores tradicionales) se aplica la segunda opción.
El principio de funcionamiento del generador: obtención de fuerza electromotriz alterna (voltaje)
Voltaje sinusoidal de CA
Un alternador en una planta de energía consta de un rotor y un estator.La energía mecánica de la turbina giratoria se transmite al rotor. El campo magnético del rotor se concentra en sus partes polares y es creado por imanes permanentes adheridos a él o por una corriente de voltaje constante que fluye en el devanado de cobre del rotor.
Normalmente, el devanado del estator consta de tres devanados separados dispuestos entre sí, lo que da como resultado un voltaje y una corriente alterna en cada uno de los tres devanados. Por lo tanto, cada uno de los tres devanados del estator es una fuente de voltaje alterno, y los valores instantáneos de los voltajes están desfasados entre sí en 120 grados. Esto se llama corriente alterna trifásica.
Obtención de tensión y corriente alterna trifásica
El rotor de un generador de dos polos magnéticos, girando a 3000 rpm, da 50 cruces de cada fase del devanado del estator por segundo. Y dado que hay un punto cero entre los polos magnéticos, es decir, el lugar donde la inducción del campo magnético es cero, entonces con cada rotación completa del rotor, el voltaje inducido en la bobina pasa por cero y luego cambia de polaridad. Como resultado, el voltaje de salida ha forma sinusoidal y frecuencia 50 Hz.
Cuando una fuente de voltaje de CA se conecta a una carga, se produce una corriente de CA en el circuito. El voltaje y la corriente máxima permisible del estator son más altos, más fuerte es el campo magnético del rotor, es decir. mayor es la corriente que fluye en los devanados del rotor. En los generadores síncronos con excitación externa, el voltaje y la corriente en los devanados del rotor son creados por un sistema de excitación de tiristores o un excitador, un pequeño generador en el eje del generador principal.
Ver también:
Principales características (parámetros) de la corriente alterna
Generación y transmisión de corriente eléctrica alterna
¿Cómo funcionan los generadores de CC y CA?