Generador eléctrico: cómo funciona y partes principales

En 2050, más del 60% del consumo energético se basará en la electricidad. Para hacer realidad esta previsión y caminar hacia un modelo más sostenible, saber cómo funciona un generador eléctrico será clave.

Ninguno de los más de 60 millones de personas que encontrarán trabajo en el sector podrá desarrollar su carrera sin conocer a fondo este mecanismo, capaz de transformar los impulsos mecánicos en una fuente de energía que ofrece luz, calor y movimiento. Hoy vamos a explicar los entresijos que permiten que produzca electricidad, pero recuerda que puedes formarte más exhaustivamente sobre el tema con nuestro Curso Técnico de Eficiencia Energética y Energías Renovables. ¡Vamos!

¿Cómo funciona un generador eléctrico?

Un generador eléctrico es una de las máquinas más demandadas en el mercado por su capacidad para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Pero, ¿cómo logra cumplir esta labor?

La clave de su funcionamiento se encuentra en lo que conocemos como Ley de Faraday, que establece que, para que se genere una corriente eléctrica en un conductor eléctrico, debe haber un movimiento relativo entre este conductor y un campo. En el caso que nos ocupa, los conductores están dispuestos sobre una armadura (también llamada estator), sobre los que debe influir un campo magnético.

El movimiento mecánico es lo que desencadena la reacción entre ambos y, en definitiva, lo que explica cómo funciona un generador eléctrico. Cuando la fuerza mecánica se acciona, provoca una fricción entre el conductor y el campo, haciendo que el primero corte las líneas de fuerza del segundo.

La Ley de Faraday y la fuerza electromotriz explican cómo funciona un generador eléctrico

A nivel técnico, el resultado es la fuerza electromotriz (FEM) del generador, la energía que comunica la unidad de carga que circula por él. Dicho de forma simple: un movimiento de electrones que, finalmente, provocará la corriente eléctrica.

Si los electrones se desplazan es porque están descompensados, es decir, porque existe una diferencia de potencial entre dos partes (polos, terminales o bornes en un generador). Cuando esto ocurre, los que se encuentran en el sitio donde hay más se mueven al punto donde hay menos. La diferencia de electrones de un sitio a otro se mide en voltios, un término que seguro que te suena. A más voltios, más diferencia en la cantidad de electrones y, por lo tanto, más se van a trasladar cuando se desencadene la acción mecánica.

Partes que permiten el funcionamiento del generador

Ahora que ya hemos visto algunos de los conceptos de electricidad que debes conocer, es el momento de estudiar más en detalle cómo funciona un generador eléctrico desde la perspectiva mecánica. Se trata de un dispositivo con multitud de componentes, pero estos son los principales responsables de que surja la energía eléctrica:

• Estator: un estator es una parte fija de una máquina rotativa, la cual alberga una parte móvil (rotor). En los motores eléctricos, el estator está compuesto por un imán natural (en pequeños motores de corriente continua) o por una o varias bobinas montadas sobre un núcleo metálico que generan un campo magnético.
• Armadura o inducido: este componente está formado por un cilindro hueco de chapas apiladas de hierro al silicio con las ranuras en la parte interior, donde se alojan las bobinas. En ellas se induce la fuerza electromotriz cuando gira el inductor. Las bobinas se conectan a unos bornes, que están en el exterior de la carcasa de la máquina, con el fin de conectarlas al circuito exterior al que entregan la corriente. En los dispositivos eléctricos, el inducido es la parte de la máquina rotativa donde se produce la transformación de energía mecánica en eléctrica.
• Colector (anillos rozantes): el rotor está constituido por tres devanados de hilo de cobre conectados en un punto común. Los extremos pueden estar unidos a tres anillos que giran con el eje (anillos rozantes). Haciendo contacto con estos tres anillos se encuentran unas escobillas, que permiten conectar a los devanados unas resistencias con las que se regula la velocidad de giro del motor.
• Escobillas: las escobillas están fabricadas con carbón prensado y calentado a una temperatura de 1200 °C. Se apoyan contra el colector gracias a la acción de unos resortes, que se incluyen para hacer que la escobilla esté rozando continuamente contra el mismo.

Tipos de generadores eléctricos

Existen muchas clasificaciones de generadores eléctricos en función de sus características y prestaciones. Sin embargo, generalmente se dividen de acuerdo con el tipo de corriente que producen:

• Alternadores: son los generadores eléctricos que originan electricidad en corriente alterna. En estos casos, el elemento inductor es el rotor y el inducido el estator. Este tipo de generadores se emplean en las centrales eléctricas.
• Dinamos: generan electricidad en corriente continua y su componente inductor es el estator y el inducido el rotor. Por ejemplo, las luces de las bicicletas que operan gracias a la fuerza del pedaleo, son dinamos.

Otras clasificaciones: generador monofásico y trifásico

• Generador eléctrico monofásico: es un generador sinusoidal de transformación de energía mecánica a eléctrica formado por dos terminales y una única corriente alterna que aporta una línea de 230 voltios.
• Generador eléctrico trifásico: está conformado por tres corrientes alternas monofásicas conectadas en triángulo o en estrella. Una de las grandes ventajas de los generadores trifásicos es que obtienen un rendimiento más elevado de los receptores, especialmente en motores.

Energías renovables: ¿cómo funciona su generador eléctrico?

Las fuerzas naturales como el Sol o el viento determinan cómo funciona un generador eléctrico en el contexto de la energía verde. A continuación, te explicamos algunas de las más usadas, aunque puedes profundizar más en el artículo sobre cómo se genera la electricidad que hemos realizado.

• Solar: el generador eléctrico solar transforma los rayos del Sol en energía eléctrica, normalmente esta energía se almacena en baterías a la espera de ser utilizada.
• Eólica: el generador eléctrico eólico funciona con la fuerza que el viento. Usan los denominados “molinos de viento”. Este movimiento de rotación es transmitido al eje del generador eléctrico (alternador), el cual transforma la energía mecánica de rotación en energía eléctrica.
• Geotérmica: las centrales geotérmicas funcionan a través del calentamiento de un líquido (agua normalmente) que alcanza una gran temperatura. Se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez mueve un alternador, generando electricidad.

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Según la publicación sobre el papel de España en la lucha contra la crisis climática redactado por la organización ecologista Greenpeace, una de cada 3 personas de nuestro país puede llegar a producir su propia energía eléctrica en 2050. Para eso, tendrán que conocer a fondo cómo funciona un generador eléctrico y contar con especialistas capaces de realizar las instalaciones pertinentes.

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