Principios de funcionamiento de los generadores electromagnéticos

Los dos principios fundamentales en los que se basa cualquier máquina que transforma la energía mecánica en energía eléctrica (generador electromagnético) son los siguientes:

– Cuando un conductor que se encuentra situado en el interior de un campo magnético se mueve de tal forma que corta líneas de flujo magnético, se genera en él una fuerza electromotriz (fem).

– Al circular una corriente eléctrica a través de un conductor situado dentro de un campo magnético, se produce una fuerza mecánica que tiende a mover al conductor en dirección perpendicular a la corriente y al campo magnético.

En las máquinas rotativas, los conductores se montan paralelos al eje de rotación y sobre el inducido. Cuando gira el inducido, los conductores (C) cortan las líneas de campo magnético, de este modo se genera en ellos una fem.

Los puntos y las cruces representados en las secciones de los conductores (C ) indican el sentido de la fem generada cuando el inducido gira en sentido contrario a las agujas del reloj.

Para poder extraer la corriente generada, hay que conectar los conductores del inducido a un circuito de carga exterior por medio de las escobillas A + y A –, que representa el primitivo arrollamiento del anillo de Gramme.

Si la máquina funciona como generador, por comparación entre se puede observar que las fuerzas electromotrices generadas tienden a enviar corrientes ascendentes por ambos lados, desde el punto a al b, pero no circulará corriente, puesto que la tensión entre a y b tiende a que circulen corrientes opuestas por ambos lados del arrollamiento (izquierdo y derecho).

Debido a que entre a y b existe una diferencia de potencial, si las escobillas A + y A – se conectan a un circuito exterior, representado por la resistencia R, circulará una corriente por éste y por ambas partes del arrollamiento.

Si la tensión que se crea en cada conductor es Ec, y representamos por Z el número total de conductores que en un momento dado están frente a una cara polar por Z, la tensión que se genera entre los terminales a y b de la máquina será:
y aplicando la ley de Ohm al circuito exterior, tendremos que la intensidad de corriente de la línea es:

donde:

R = resistencia del circuito exterior.
Ri = resistencia del arrollamiento del inducido.

En los generadores de c.c. (dinamos) el campo magnético permanece en reposo, mientras que el inducido es el órgano móvil de la máquina.