Caso práctico

- Entonces, como le iba diciendo; la generación de energía eléctrica la conseguimos a través de las turbinas conectadas a los generadores.

- Si, los generadores son como motores¿no?. Aunque, tenía entendido que hay diferentes tipos.

- Exactamente, son como motores. Un motor podemos hacerlo trabajar como motor si le damos electricidad y lo podemos hacer trabajar como generador si movemos su eje mecánicamente. Es algo más complejo, pero en esencia funciona así.

- Y ¿por qué no se fabrican sólo motores consiguiendo abaratar los costes?

- La idea en sí es posible, pero hay que tener en cuenta los rendimientos. Si fabricamos un motor, por supueso funcionará muy bien como motor, pero ... al utilizarlo como generador no resultará igual de eficiente. Pasa lo mismo con los generadores, o con nosotros mismos, si nos especializamos en una cosa, aunque podamos hacer otras, siempre haremos mejor aquella en la que tengamos más experiencia.

- Lo entiendo, pero lo de los tipos…

Funcionamiento de un generador de corriente

¿Cómo funciona un generador?

Ilustración de un generador elemental — Aula eléctrica (CC BY-NC-SA)

En la siguiente tabla se analizan los principios, las leyes y las reglas elementales en las que se basa el funcionamiento de un generador eléctrico:

Máquina

Principio de funcionamiento. Leyes

Expresiones

Reglas

Generador

Produce una fem por variación de flujo magnético en un circuito en movimiento. esta producción tiene lugar mientras los conductores eléctricos corten líneas de fuerza del campo magnético. El valor de la fem inducida depende del número de espiras de la bobina y de la velocidad de variación del flujo con respecto al tiempo.

Si son los conductores los que se mueven en el seno de un campo magnético fjo, se habla de dinamo, mientras que si es el campo magnético el que se mueve mientras los conductores permanecen fijos, se habla de alternador.

Ley de Faraday. Cuando se desplaza un conductor eléctrico en el seno de un campo magnético, aparece una fem o diferencia de potencial entre los extremos de dicho conductor.

Ley de Lenz (principio general de acción y reacción). El sentido de la corriente inducida en un conductor es tal que tiende a oponerse a la causa que la produjo.

La fuerza electromotriz inducida en un conductor es:

La fem inducida en una bobina es:

Donde:

B : inducción magnética (T)

l: longitud del conductor (m)

v: velocidad (m/s)

N: número de espiras

: variación del flujo con respecto al tiempo

Como ya sabes, un generador eléctrico convierte energía mecánica en energía eléctrica, pudiendo distinguir los siguientes tipos:

Generadores eléctricos — Metro nave de motores. (CC BY-NC-SA)

Tipos de generadores en función del tipo de corriente "alterna" o "continua", su denominación y sus características más destacables
Tipo de corriente	Denominación generador	Características
Continua	Dinamo o generador de CC: Con excitación externa. En Serie. En Derivación . Compuesto acumulativo. Compuesto diferencial.	Internamente genera en corriente alterna, pero al pasar por el colector de delgas y escobillas, se convierte en continua. Los diferentes tipos tienen que ver con la excitación y conexión del los bobinados del estator y de rotor.
Alterna	Alternador o generador síncrono.	Tiene el rotor bobinado, el rotor y estator tienen obligatoriamente el mismo número de polos magnéticos, la frecuencia es directamente proporcional a la velocidad mecánica, se puede controlar la tensión, frecuencia y las potencias P y Q , así como el balance de cargas si se acoplan varios en paralelo.
Alterna	Alternador o generador asíncrono.	Generan P y Q siempre inductiva, no pudiendo controlar la frecuencia ni la tensión de generación. El rotor es de jaula de ardilla y por lo tanto el nº de polos del rotor se adaptan a los del estator (siempre tienen que ser iguales).
Mixtos	Conmutatriz	Convertidor de energía eléctrica de tipo alterna en continua o viceversa. Puede ser motor o generador.

En la tabla anterior sólo se indican los generadores relacionados con las centrales eléctricas. Existen otros tipos, como los generadores eléctricos por conversión de energía química, por ejemplo la "pila de combustible" y otros que se escapan al objeto de esta unidad.

Para saber más

En el siguiente vídeo podemos darnos cuenta que el movimiento del agua puede generar electricidad, y no necesariamente necesitamos grandes caudales o grandes saltos de agua.