Un generador d'enginyeria elèctrica és un dispositiu mitjançant el qual l'energia d'un tipus mecànic es converteix en energia elèctrica. Aquests dispositius s’utilitzen àmpliament en la fabricació i en alguns sistemes tècnics, per exemple, en automòbils. El funcionament del generador es basa en el fenomen de la inducció electromagnètica.
Dispositiu alternador
A la pràctica, s’utilitzen diversos tipus de generadors. Però cadascun d’ells inclou els mateixos blocs de construcció. Aquests inclouen un imant, que crea el camp adequat, i un bobinatge de filferro especial, on es genera una força electromotriu (CEM). En el model més simple del generador, el paper del bobinatge el juga un marc que pot girar al voltant d’un eix horitzontal o vertical. L’amplitud EMF és proporcional al nombre de voltes del bobinatge i a l’amplitud de les oscil·lacions del flux magnètic.
Per obtenir un flux magnètic important, s’utilitza un sistema especial en els generadors. Consisteix en un parell de nuclis d’acer. Els bobinatges, que creen un camp magnètic altern, es col·loquen a les ranures del primer d'ells. Aquests girs que indueixen CEM es col·loquen a les ranures del segon nucli.
El nucli intern s’anomena rotor. Gira al voltant de l'eix juntament amb el sinuós que hi ha. El nucli que roman immòbil actua com un estator. Per fer que el flux d’inducció magnètica sigui el més fort i que les pèrdues d’energia siguin mínimes, s’intenta que la distància entre l’estator i el rotor sigui el més petita possible.
Quin és el principi del generador
La força electromotriu sorgeix als bobinatges de l’estator immediatament després de l’aparició d’un camp elèctric, que es caracteritza per formacions de vòrtex. Aquests processos es generen per un canvi en el flux magnètic, que s’observa durant la rotació accelerada del rotor.
El corrent del rotor es subministra al circuit elèctric mitjançant contactes en forma d’elements lliscants. Per fer-ho més fàcil, els anells anomenats anells de contacte s’uneixen als extrems de l’enrotllament. Els raspalls fixos es pressionen contra els anells, a través dels quals es realitza la connexió entre el circuit elèctric i l’enrotllament del rotor en moviment.
En les voltes del bobinatge de l’imant, on es crea un camp magnètic, el corrent té una força relativament petita en comparació amb el corrent que el generador dóna al circuit extern. Per aquest motiu, els dissenyadors dels primers generadors van decidir desviar el corrent dels bobinats situats estàticament i subministrar un corrent feble a l’imant giratori a través dels contactes que proporcionen lliscament. En els generadors de baixa potència, el camp crea un imant permanent que pot girar. Aquest disseny permet simplificar tot el sistema i no fer servir ni anells ni raspalls.
Un modern generador industrial de corrent elèctric és una estructura massiva i voluminosa, que consisteix en estructures metàl·liques, aïllants i conductors de coure. El dispositiu pot tenir una mida de diversos metres. Però fins i tot per a una estructura tan sòlida, és molt important mantenir les dimensions exactes de les peces i els espais entre les parts mòbils de la màquina elèctrica.
