Componentes y Funcionamiento del Alternador: Corriente Alterna Explicada

Partes del Alternador

Un alternador, o generador de corriente alterna, es una máquina eléctrica que está compuesta por los siguientes elementos:

• Inductor: Es el encargado de generar el campo magnético fijo y está compuesto por un imán permanente o un electroimán.
• Inducido: Está formado por una o varias espiras que giran en el interior del campo magnético.
• Escobillas y anillos rozantes: Los anillos están situados en los extremos de las espiras, recogiéndose la energía producida al conectarse las escobillas de grafito mediante rozamiento a los anillos.
• E: La tensión inducida que tendremos respecto al ángulo de la espira dentro de un campo magnético.

Valores Característicos de la Corriente Alterna

Valor Instantáneo

Es la tensión que tendremos según el tiempo o el ángulo de la espira siguiendo una función senoidal.

Valor Máximo de la Tensión

Es el valor que obtendremos en las crestas de la onda senoidal y coincide con la posición de la espira cuando su ángulo con respecto a la horizontal es de 90º o de 270º.

Tensión Eficaz

Representa el valor intermedio de la tensión para realizar los cálculos y medidas, es decir, es la tensión que se mide con un voltímetro en corriente alterna.

Intensidad Eficaz

Es el valor intermedio de la intensidad generada por una tensión senoidal y coincide con la que medimos con un amperímetro.

Ciclo, Periodo y Frecuencia

Ciclo

En corriente alterna nos referimos a una vuelta completa de la espira. Cuando la espira da media vuelta tenemos un semiciclo, por eso a la parte de la curva senoidal que queda por encima del eje horizontal se denomina semiciclo positivo y a la que queda por debajo, semiciclo negativo.

Periodo

Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo, es decir, el tiempo que tarda la espira en hacer un giro completo.

Frecuencia

De una tensión o corriente alterna es el número de ciclos que se produce en un segundo. Se representa por la letra f minúscula y se mide en hercios (Hz). La frecuencia en España es de 50 Hz y en Estados Unidos es de 60 Hz.

Potencia en Circuitos de Corriente Alterna

Potencia de un Condensador

Si conectamos un vatímetro a este circuito comprobaremos que indica una potencia igual a 0. Esto es debido a que no se produce ningún consumo de energía calorífica. Sin embargo, aparece una corriente necesaria para la carga y descarga del condensador que provoca un intercambio de potencia reactiva entre el condensador y el generador.

Potencia Activa

Es la potencia encargada de transformar calor consumida en la resistencia. P = I² x R y P = V x I x cos φ.

Potencia Reactiva

Es la potencia con la que se carga y descarga constantemente la bobina generando un campo magnético alterno. Q = I² x XL y Q = V x I x sen φ.

Potencia Aparente

Representa la potencia total que transportan los conductores que alimentan un circuito RL y es la suma vectorial de P y Q.

Sistemas Trifásicos

Para conseguir una corriente trifásica hacemos girar tres espiras repartidas equitativamente sobre un núcleo de chapa de hierro separadas entre ellas 120º. Si hacemos girar el conjunto en el seno de un campo magnético se inducirá en cada una de las espiras una fuerza electromotriz (FEM) senoidal del mismo valor eficaz y frecuencia, pero desfasadas temporalmente entre sí 120º eléctricos. En el alternador tendremos seis terminales correspondientes a dos por espira, estos se pueden conectar de dos formas básicas: conexión en estrella o en triángulo.