Un generador elèctric és una màquina capaç de transformar algun tipus d'energia en un corrent elèctric. La font d'energia pot ser molt variada: energia química, energia mecànica, energia lluminosa o energia tèrmica.
Els mecanismes que realitzen aquesta conversió energètica poden incloure turbines de vapor, turbines de gas, turbines d'aigua, motors de combustió interna i fins i tot manetes.
Els generador elèctrics són aparells elèctrics capaços de mantenir una diferència de potencial elèctric (voltatge) entre dos punts. És a dir, aparells que produeixen energia elèctrica.
El primer generador electromagnètic, el disc de Faraday, va ser inventat en 1831 pel científic britànic Michael Faraday. Els generadors proporcionen gairebé tota l'energia per a les xarxes elèctriques.
Avui en dia, és possible comprar un generador elèctric per a gairebé qualsevol necessitat
Quins són els tipus de generador elèctric?
Hi ha diferents tipus de generadors elèctrics molt diferents entre ells:
Generadors mecànics que utilitzen energia mecànica per produir electricitat. Habitualment s'utilitzen en la indústria. Aquests grups electrògens són els més eficients i diversificats. Entre ells, apareixen els generadors dièsel o el generador elèctric de gasolina.
Generadors solars: té la capacitat de transformar l'energia solar en energia elèctrica. Aquesta transformació la realitzen els panells fotovoltaics que proporcionen un corrent continu.
Generadors tèrmics: són generadors que transformen l'energia tèrmica en electricitat.
Generadors químics: converteixen l'energia química en energia elèctrica. Exemples d'aquest tipus de generadors són les bateries.
Com funciona un generador elèctric mecànic?
El principi de funcionament d'un generador elèctric és similar al d'un motor elèctric funcionant al revés. Funcionen mitjançant la inducció electromagnètica.
Aquesta transformació s'aconsegueix per l'acció d'un camp magnètic sobre els conductors elèctrics disposats en bobines sobre una armadura de xapes. Si mecànicament es produeix un moviment relatiu entre els conductors i el camp, es genera una força electromotriu. Aquest descobriment és mèrit del ísic Michael Faraday. Aquesta força electromotriu genera un corrent elèctric.
Els generadors mecànics poden arribar a ser des de petits generadors elèctrics dièsel a màquines molt grans. Molts dels models comercials porten incorporat una arrencada elèctric.
L'energia mecànica es pot obtenir a través de diferents mitjans. Per exemple, mitjançant un motor tèrmic, és a dir d'un motor de gasolina o dièsel. Però també s'utilitzen en les centrals termoelèctriques en general i en les nuclears en particular.
Una de las técnicas usadas en las centrales térmicas és la de generar vapor a alta presión y accionar una turbina de vapor.
La potència de sortida sortida habitualment s'obté en corrent altern.
En ocasions, aquest tipus de generadors s'utilitzen per accionar bombes d'aigua.
Com funciona una dinamo?
El dinamo és el primer generador elèctric capaç de produir electricitat per a les necessitats industrials. En l'actualitat, segueix sent el generador més important en ús en el segle XXI.
El dinamo utilitza els principis de l'electromagnetisme per convertir la rotació mecànica en corrent elèctric altern. El primer dinamo, basat en el principi de Faraday, va ser construïda el 1832 per Hippolytus Pixie. Utilitzava un imant permanent girat per la manovella. L'imam giratori es col·loca de manera que els seus pols nord i sud passin a un tros de ferro embolicat en filferro.
Pixie va descobrir que l'imam giratori produïa un pols de corrent en el cable cada vegada que un pol passa per la bobina. A més, els pols sud i nord de l'imant indueixen corrents en direccions oposades.
A l'afegir un interruptor Pixie, puc convertir el corrent altern en corrent contínua.
Què són els generadors termoelèctrics?
Un generador termoelèctric, TEG (també generador de Seebeck) és un dispositiu que
Un generador termoelèctric (TEG) és un dispositiu que converteix la diferència de temperatura directament en electricitat. A el fer-ho, utilitza un fenomen termoelèctric anomenat efecte Seebeck.
El rendiment dels generadors termoelèctrics és de l'5-8%.
Un generador termoelèctric, a diferència dels generadors ordinaris, no té parts mòbils. En alguns casos, pot utilitzar un ventilador o una bomba. Els TEG són relativament fàcils de fabricar però l'eficiència és baixa i el preu és alt. Una major eficiència requereix majors diferències de temperatura.
Amb el progrés tècnic, els generadors termoelèctrics podran utilitzar en la indústria automotriu al futur, on utilitzaran la calor d'escapament. Una diferència de calor de 700 ° C (~ 1300 ° F) podria generar 500-750 W d'electricitat.
TEG pot treballar en combinació amb energia fotovoltaica i així augmentar l'eficiència de sistema.
Generador termoeléctrico por radioisótopos (RTG)
S'utilitza en naus espacials, on l'hi coneix com a generador termoelèctric de radioisòtops. En aquest últim, la desintegració del combustible radioactiu s'utilitza com a font de calor.
No obstant això, el principi de funcionament és diferent a el d'un reactor nuclear convencional.
Un generador termoelèctric de radioisòtops és un generador elèctric simple. Aquest tipus de generador obté l'energia de l'energia alliberada per la desintegració radioactiva de determinats elements.
Es poden utilitzar com a combustible uns 30 isòtops radioactius. Els raigs X es poden utilitzar on no es pot utilitzar l'energia fotovoltaica a causa que estan massa lluny del sol.
Els RTG són els dispositius més adequats en:
Situacions on no hi ha presència humana,
Es necessiten potències de diversos centenars de watts durant llargs períodes de temps.
Els generadors convencionals com les piles de combustible o les bateries no són viables econòmicament.
Llocs on no poden usar-se cèl·lules fotovoltaiques que permetin aprofitar l'energia solar.
Una alternativa als raigs X podrien ser els motors Stirling, que tenen una major eficiència però contenen parts mòbils.
Com funcionen els generadors solars?
Els generadors solars funcionen per anomenat efecte fotovoltaic. Les plaques fotovoltaiques estan compostes per un material que, a l'impactar amb un fotó alliberen un electró. La suma de les càrregues elèctriques d'aquests electrons formen un corrent elèctric contínua.
El material més utilitzat en les cèl·lules fotovoltaiques és el silici.
Per a què s'utilitzen els generadors elèctrics?
central elèctrica
Una central elèctrica és una instal·lació industrial per a la generació d'electricitat. Aquest tipus de centrals utilitzen generadors mecànics. El corrent es crea mitjançant el moviment relatiu entre un flux magnètic i un conductor.
L'energia de les centrals elèctriques es pot obtenir de les formes següents:
Cremat combustibles fòssils que és la majoria de les centrals del ón.
Generant reaccions nuclears a les centrals nuclears.
Utilitzant energies renovables com la solar, eòlica i hidroelèctrica.
Generadors per a vehicles
Els generadors es poden utilitzar per impulsar diferents formes de transport:
Vehicles de carretera. Els vehicles de motor requereixen energia elèctrica per alimentar la seva instrumentació, mantenir el motor en funcionament i recarregar les bateries.
Els vaixells de vela poden usar un generador d'aigua o vent per carregar les bateries. Una petita hèlix, turbina eòlica o impulsor es connecta a un generador de baixa potència per subministrar corrents a velocitats típiques de vent o de creuer.
Patinets elèctrics. Els scooters elèctrics amb frenat regeneratiu s'han tornat populars a tot el món.
grup electrogen
Un motor-generador és la combinació d'un generador elèctric i un motor. Tots dos elements es munten junts per formar una sola peça d'equip autònom.
S'acostuma a utilitzar motors alternatius de pistó, però també hi ha els que utilitzen turbines de gas.
Generadors elèctrics de propulsió humana
Hi generadors la font d'energia prové de la força dels músculs humans.
Els generadors elèctrics impulsats per humans estan disponibles comercialment i han estat el projecte d'alguns entusiastes del ricolatge. En general, el principi de funcionament d'aquests generadors es realitza per mitjà de la potència de
Una persona normal pot produir de mitjana 75 watts durant 8 hores. D'altra banda, un atleta de primera classe podria produir aproximadament 298 watts.
