Teoría básica de los generadores de CD

Escrito por alberto nolan | Traducido por mayra cabrera
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Teoría básica de los generadores de CD
Uno de los principales usos de la corriente directa son las baterías. (two batteries image by KtD from Fotolia.com)

La corriente directa (CD) es el flujo de una carga eléctrica en una dirección. Ejemplos de este tipo de corriente incluyen baterías y celdas solares. Thomas Edison, que posteriormente ostentó muchas patentes que involucran corriente continua, fue el primero en demostrarlo. En ese momento, toda la electricidad pública era directa y cuando Westinghouse y Tesla propusieron cambiar a la corriente alterna (CA), Edison amargamente se opuso a la idea, para no perder sus derechos de patente. Hoy en día, la CA se utiliza en todos los hogares, pero la CD todavía tiene sus usos particulares, principalmente como generadores en grandes entornos industriales y en la carga de baterías.

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Partes

Un generador de CD está compuesto por un campo magnético provisto de un magneto permanente o electromagneto, un inductor simple o bobina, un conmutador y escobillas.

Instalación

La función del conmutador es la de convertir el voltaje de CA a CD y para conectar las escobillas a la bobina giratoria o inductor. No es práctico que las escobillas estén conectadas directamente a la bobina porque está girando. Las escobillas conectan el voltaje generado a un circuito externo que puede ser una batería. Los conmutadores están hechos generalmente de dos piezas de material conductor suave como cobre con forma semi-cilíndrica. Un material aislante separa a los dos segmentos. Cada segmento está conectado a la bobina giratoria de modo que el conmutador gira con el devanado. Las escobillas están hechas de carbono y asentadas contra el conmutador, deslizándose junto con él a medida que gira.

Campo magnético

Los generadores de corriente continua suelen utilizar electroimanes para crear un campo magnético y por lo tanto requieren de una fuente de corriente suministrada desde una fuente externa separada de CD o directamente de la salida del generador. La corriente siempre debe fluir en la misma dirección para que el campo magnético sea funcional, por lo que el devanado del campo debe ser consistente.

Salida del voltaje

El voltaje de salida a un generador de corriente directa depende de la fuerza del campo magnético, del número de bobinas conductoras que están en la serie y de la velocidad del inducido. El número de conductores en un inducido y la velocidad del inducido no se puede cambiar fácilmente en un generador, pero la fuerza del campo magnético se puede cambiar al la alternar la cantidad de corriente que fluye a través del devanado de campo. Esto es por lo regular cómo el voltaje de salida se regula en generadores de CD.

Pérdidas

Un generador de CD puede perder potencia mediante varias formas. Hay pérdidas de cobre, pérdidas por corrientes inducidas, las pérdidas por histéresis y pérdidas mecánicas. Estas son conocidos como pérdidas internas. La pérdida de cobre refleja la cantidad de energía perdida como calor causado por el flujo de corriente a través de los devanados. Las corrientes inducidas o de Foucault se generan cuando un campo electromagnético se forma alrededor del hierro del inducido y causa un flujo de corriente. Estas corrientes inducidas se experimentan como una pérdida de energía en el sistema. La pérdida de histéresis se produce cuando se genera calor de la fricción entre dominios magnéticos giratorios alrededor del inducido. La pérdida mecánica se experimenta como energía que se reduce por la fricción entre las partes físicas del sistema y el aire.

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