El alternador es una pieza esencial de los automóviles, ya que permite la carga de la batería.
Se denomina alternador a la máquina que genera corriente eléctrica alterna a partir de la transformación de la energía mecánica. Con la finalidad de llevar a cabo este objetivo recurre a la inducción electromagnética.
Puede decirse que el alternador es una máquina rotatoria que presenta un inductor (el cual recibe la energía mecánica de la rotación y permite la creación del campo magnético) y un inducido (el conductor que es atravesado por la fuerza del campo magnético). El uso más frecuente de los alternadores consiste en la generación de energía de corriente alterna para abastecer una red eléctrica.
TemasEnergía mecánica
La energía mecánica consiste en la suma de la energía cinética (dada por el movimiento) y la energía potencial (vinculada a la capacidad de desarrollar un trabajo en virtud de la posición que se tiene en un campo de fuerzas) de un cuerpo. Conocer este concepto es esencial para comprender cómo funciona un alternador.
La energía cinética más la energía potencial de un cuerpo, por lo tanto, constituyen la energía mecánica del mismo. Lo que hace un alternador es tomar esta energía y convertirla en una corriente alterna.
Corriente alterna
La corriente alterna es una corriente eléctrica (flujo de cargas eléctricas) cuyo sentido de movimiento se invierte de manera periódica. Se trata de otro concepto clave para la definición de alternador.
Inducción electromagnética
Para convertir la energía mecánica en energía eléctrica, el alternador apela a la inducción electromagnética. Este fenómeno permite producir una fuerza electromotriz en un cuerpo que se encuentra expuesto a un campo magnético variable.
Si un conductor se somete a un campo magnético variable, induce una fuerza electromotriz (tensión). El alternador, en este marco, cambia la polaridad de forma constante para producir movimiento, y por lo tanto, energía eléctrica.
Tipos de alternadores
Los alternadores son ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones, desde la generación de energía eléctrica en centrales eléctricas hasta la carga de baterías en automóviles. Para ello son necesarios diferentes tipos, algunos de los cuales listamos a continuación:
- alternadores de corriente continua (DC): aunque los alternadores generan corriente alterna, es posible rectificar su salida para obtener continua. Esto se logra utilizando un dispositivo llamado rectificador, que lleva a cabo la conversión. Los alternadores de corriente continua se encuentran comúnmente en automóviles más antiguos y en aplicaciones que la requieren, como en algunos sistemas de carga de baterías;
- alternadores síncronos: estos alternadores generan corriente alterna con una frecuencia constante que está sincronizada con la velocidad de rotación del rotor. Se utilizan en sistemas de generación de energía a gran escala, como en centrales eléctricas, y también se utilizan en aplicaciones que requieren una frecuencia precisa, como sistemas de respaldo de energía;
- alternadores asíncronos (o de inducción): a diferencia de los alternadores síncronos, los asíncronos no tienen que estar sincronizados con una frecuencia específica. Generan corriente alterna a medida que el rotor gira más rápido que el campo magnético del estator. Se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales y comerciales, como generadores de emergencia y sistemas de respaldo;
- alternadores de imanes permanentes: en lugar de utilizar un campo magnético inducido por una corriente eléctrica en el rotor, estos alternadores emplean imanes permanentes para generar el campo magnético. Esto puede resultar en un diseño más simple y eficiente en ciertos casos, como en sistemas de energía renovable pequeños, como molinos de viento y sistemas solares;
- alternadores para vehículos automotores: estos alternadores están diseñados específicamente para vehículos como automóviles, camiones y motocicletas. Son esenciales para cargar la batería del vehículo y alimentar sistemas eléctricos mientras el motor está en marcha;
- alternadores trifásicos: generan corriente alterna en tres fases, lo que es común en sistemas eléctricos de potencia industrial y comercial debido a su eficiencia y capacidad de transmitir energía de manera más estable.
Encontramos los alternadores de imanes permanentes en los molinos de viento.
La elección del tipo de alternador dependerá de la aplicación específica y de los requisitos de generación de energía. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas en términos de eficiencia, regulación de voltaje, control de frecuencia y otros factores.
