No es posible concebir el mundo moderno sin electricidad. Nos damos cuenta de cuán necesaria es para nuestra vida de todos los días cuando nos falta. Toda esta energía que consumen los aparatos que utilizamos viene de la misma fuente: un generador eléctrico.
Se trata de un aparato que convierte la energía mecánica (es decir, el movimiento) en energía eléctrica. El tamaño y funcionamiento de cada generador depende de lo que se utilice para generar este movimiento: combustible químico o nuclear, agua o viento. Desde un generador casero de pocos watts hasta una central hidroeléctrica, todos funcionan con el mismo principio.
La siguiente imagen muestra en forma esquemática las partes de un generador eléctrico. La bobina rota dentro del campo magnético de un imán permanente y se produce el fenómeno conocido como inducción eléctrica.
Cómo funciona por dentro
Generador eléctrico Marca DUCA
Cuando un material conductor (la bobina) se mueve en un campo magnético, la cantidad de líneas de campo (azules en el dibujo) que lo atraviesan varía con el tiempo. Esto induce una corriente eléctrica en el conductor, que se traduce en un voltaje entre ambos extremos y puede medirse con un voltímetro. La bobina rota con una cierta frecuencia (número de vueltas por segundo) y produce un cambio en la dirección de la corriente. Se obtiene así una corriente alterna (CA) de la misma frecuencia que la de rotación de la bobina. Conectando cualquier aparato a los extremos de la bobina se puede aprovechar la energía eléctrica generada, que tienesu origen en la energía mecánica utilizada para mover la bobina (representada por una biela en el dibujo)
La corriente inducida en la bobina crea a su vez un campo magnético se opone al movimiento (en realidad las interacciones son más complejas, pero nos basta con saber esto). Será entonces necesario suministrar una energía mecánica cada vez mayor para mantener la generación. Es por eso que se utilizan grandes calderas, represas de agua o motores de combustión para hacer funcionar los generadores. En el caso de un generador eléctrico de CA pequeño, la fuente energética suele ser un motor de combustión interna rotatorio.
La producción de voltaje depende únicamente del movimiento relativo entre la bobina y el campo magnético. Se aplica la misma ley física si el campo magnético atraviesa una bobina fija o la bobina se mueve a través de un campo magnético fijo. Los generadores domésticos actuales normalmente tienen un campo giratorio y una armadura fija que produce energía, que incluye un grupo de bobinas formando un cilindro. El campo magnético se induce por un electroimán en vez de un imán permanente, formado por las denominadas “bobinas de campo”, colocadas por encima de un núcleo de hierro. El flujo de corriente de las bobinas de campo produce el campo magnético.
La corriente necesaria para producir el campo magnético se puede obtener a partir de una fuente externa o del propio sistema. Las fuentes de CA modernas con bobinas de campo son autoexcitadas: la corriente por las bobinas de campo es accionado por un bobinado excitador adicional de la armadura.
Ahora sabemos, al menos de manera esquemática y simple, como se puede generar energía eléctrica a partir del movimiento. Los detalles de construcción de cada generardor varían según su uso y potencia, sería necesario un artículo dedicado a cada uno para explicarlos en detalle.
