La inducción electromagnética, que vimos en un artículo anterior, tiene numerosas aplicaciones prácticas, pero sin lugar a dudas la mas importante es el alternador, un dispositivo empleado para la producción de energía eléctrica en grandes cantidades.

El principio de funcionamiento es muy simple y es una aplicación directa del principio de inducción. Para explicarlo, veamos la imagen de la Fig. 1. En ella, una espira se hace girar en el interior del campo magnético generado por un imán fijo. A medida que el arrollamiento gira, va cortando las líneas del campo magnético y produciendo corriente inducida, la que se extrae del dispositivo para su uso gracias a un par de escobillas.

Alternador 1

Fig. 1. Principio de funcionamiento del alternador

Veamos ahora que pasa a medida que la espira va girando en el interior del campo magnético, ayudándonos con la siguiente imagen.

Cuando el arrollamiento está en posición vertical (1), no corta líneas del campo y por lo tanto la corriente es cero. A medida que gira, la cantidad de líneas que corta va en aumento , alcanzando el máximo cuando se pone en posición horizontal (2). A partir de allí, la corriente decrece para hacerse otra vez cero (3) y luego se repite todo el ciclo pero cortando el campo en la dirección opuesta (4). Esta variación durante el giro hace la corriente de salida no sea constante sino que varíe según el ángulo entre el arrollamiento y las líneas de fuerza, produciendo de esta manera una corriente alterna senoidal.

 

Alternador 2

Fig. 2. Producción de una corriente alterna senoidal

Esto también puede verse en el siguiente video:

En esta página hay un simulador que también te permite ver cómo se genera la corriente a medida que la espira gira en el interior del campo magnético

Un alternador real tiene la forma que se muestra en la Fig. 3. Consta de una parte fija llamada inducido, donde se ubican los arrollamiento (espiras) y otra móvil denominada inductor que genera el campo magnético. El campo magnético no se produce con un imán sino con un electroimán, alimentado por una corriente continua de excitación por medio de escobillas. La ventaja de esta disposición es que las escobillas se emplean para alimentar el inductor con una corriente pequeña y no para extraer la energía generada que puede ser de miles de voltios y cientos de amperes.

Alternador inducido fijo

Fig. 3. Alternador de inducido fijo

En un automóvil, la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de las partes eléctricas y electrónicas, es provista por la batería. Sin embargo, la batería está expuesta a un proceso de descarga que la deja sin energía a menos que se le restituya a través de algún mecanismo de carga. El alternador es precisamente el elemento fundamental en el sistema de carga de la batería y es el encargado de producir energía eléctrica a partir del movimiento que le transmite el motor a explosión a través de una correa. El alternador del automovil funciona en base al mismo principio que acabamos de ver, pero constructivamente es distinto y será motivo de otro artículo.

Alternador auto

Fig. 4. Alternador de automóvil