Alternador para niños
Un alternador es una máquina que transforma la energía del movimiento (energía mecánica) en energía eléctrica. Lo hace generando una corriente eléctrica que cambia de dirección constantemente, llamada corriente alterna, gracias a un principio llamado inducción electromagnética.
Los alternadores funcionan porque, si un cable eléctrico se mueve dentro de un campo magnético o si el campo magnético alrededor del cable cambia, se produce una tensión eléctrica (o fuerza electromotriz) en el cable. Esto se conoce como la ley de Faraday. La dirección de esta tensión depende de cómo se mueve el campo magnético.
Un alternador de corriente alterna cambia su polaridad (la dirección de la electricidad) muy rápido para generar energía. En muchos lugares del mundo, como Europa, los alternadores producen electricidad que cambia de polaridad 100 veces por segundo (50 Hz). En otros lugares, como Brasil o Estados Unidos, cambia 120 veces por segundo (60 Hz).
Si un alternador se usa para dar energía a una red eléctrica grande, su velocidad de giro se mantiene muy constante para que la frecuencia de la electricidad también sea constante.
Contenido
¿Cómo está Construido un Alternador?
Un alternador tiene dos partes principales: el inductor y el inducido. El inductor es la parte que crea el campo magnético, y el inducido es el cable o bobina donde se genera la electricidad al ser atravesado por ese campo magnético.
El Inductor (Rotor)
El inductor es la parte que gira en el alternador. También se le llama rotor. Es el que recibe la fuerza del movimiento para girar.
Los inductores suelen estar hechos de un metal especial (ferromagnético) y tienen un cable enrollado (generalmente de cobre) que, al pasar una corriente por él, crea un campo magnético. En los alternadores más sencillos, el inductor puede ser simplemente un imán fijo.
El Inducido (Estátor)
El inducido es la parte fija del alternador, también conocida como estátor. Aquí es donde se encuentran varias bobinas (cables enrollados) alrededor de un núcleo de material magnético blando, como el hierro dulce.
Cuando el inductor (la parte que gira) se mueve, su campo magnético también se mueve y cambia constantemente. Este campo magnético variable pasa por las bobinas del inducido y, según la ley de Faraday, genera en ellas una corriente alterna. Esta electricidad se recoge en los terminales del alternador y se puede usar.
¿Para Qué se Usa un Alternador?
La aplicación más importante de los alternadores es generar electricidad de corriente alterna para las grandes redes eléctricas que distribuyen energía a ciudades y hogares.
Además, desde que se inventaron los rectificadores de silicio (unos componentes electrónicos), los alternadores se han convertido en la principal fuente de electricidad en muchos vehículos. Los encuentras en automóviles, aviones, barcos y trenes. Han reemplazado a las dinamos porque son más eficientes y económicos.
La Ciencia Detrás del Alternador
El funcionamiento del alternador se basa en cómo el flujo magnético (la cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie) cambia a través de las bobinas del inducido.
Cuando el rotor gira, el campo magnético que produce se mueve y cambia constantemente a través de las bobinas del estátor. Este cambio en el flujo magnético es lo que "induce" la electricidad. Cuanto más rápido cambia el flujo, más electricidad se genera.
La frecuencia de la corriente alterna que produce un alternador depende de la velocidad a la que gira el inductor y del número de "pares de polos" (imanes) que tiene el inducido. Por ejemplo, si el inductor gira una vez por segundo y el inducido tiene dos pares de polos, la corriente cambiará de dirección dos veces por segundo.
Galería de imágenes
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Alternadores de principios del siglo XX en una central hidroeléctrica de Budapest
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Alternador de un automóvil seccionado: en azul las masas polares inductoras (rotor), en rojo las bobinas del inducido (estátor), a la derecha la polea de arrastre por correa con ventilador de refrigeración, a la izquierda la placa de diodos de rectificación y excitación.
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Véase también
En inglés: Alternator Facts for Kids
