FUENTES DE VOLTAJE Y APLICACIONES

FUENTES DE VOLTAJE Y APLICACIONES

Introducción

El voltaje puede producirse por cierto número de técnicas. Todas implican la conversión de ciertas formas de energía en energía eléctrica. Todas ellas crean un voltaje al producir un exceso de electrones en un terminal y una falta de los mismos en el otro terminal.

Las diferentes aplicaciones que se dan con las fuentes de voltaje tienen un gran campo no solo en el ámbito de la ingeniería eléctrica sino en el de todas las ingenierías. Conocer sobre las diferentes fuentes de voltaje es de mucha importancia ya que nos puede dar un conocimiento más amplio sobre la energía y también para poder economizar con diferentes métodos o técnicas según el campo en el que estemos trabajando o nos interese.

Fuentes de voltaje

Generadores

Son unos aparatos que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. Básicamente el funcionamiento de los generadores es opuesto al funcionamiento de los motores.

• Principios de funcionamiento de los generadores

 Acción del generador o inducción

• El voltaje se puede inducir en un conductor que se encuentra dentro de un campo magnético, esto sucede cuando el campo magnético se corta por el conductor. En algunos casos se mueve el alambre, en otros, se mueve el campo y aún en otros, ambos se mueven pero a distintas velocidades.

 La acción del motor

• Este es simplemente las fuerzas mecánicas entre imanes. Cuando dos imanes se aproximan uno a otro, uno es atraído o repelido con respecto al otro, algunos motores usan un imán permanente y un electroimán, la energía eléctrica crea al menos uno de los campos magnéticos, por lo que las fuerzas entre los dos campos producen el movimiento. (Fowlor, R. 1994)

Generadores AC (corriente alterna)

• Corriente alterna

En ella la polaridad del voltaje y la dirección de la corriente cambian en forma periódica. (Hermosa. A., 1999)

• Los elementos y los principios de funcionamiento de un generador AC sencillo

Su funcionamiento se basa en el principio del magnetismo.

Este generador elemental ac compuesto de una bobina que gira 60r/min entre los polos N,S de un imán permanente. La rotación es producida por una fuerza propulsora externa, como un motor (una caída de agua, turbina de vapor, banda de un motor de automóvil). La bobina está conectada a dos anillos colectores montados en el eje. Los anillos colectores están conectados a una carga externa por medio de dos escobillas estacionarias x y y.

Conforme gira la bobina, se induce un voltaje entre sus terminales A y D. este voltaje aparece entre las escobillas y a través de la carga. El voltaje se genera porque los conductores de la bobina atraviesan el flujo producido por los polos N, S. Por lo tanto, el voltaje inducido es el máximo cuando la bobina está momentáneamente en la posición horizontal (Imagen 2). Cuando la bobina está en la posición vertical, el voltaje es cero.

La polaridad del voltaje cambia cada vez que la bobina realiza una media vuelta (imagen 1). (Wilde, T., 2006)

Generadores DC (corriente directa)

• Corriente directa

Normalmente la produce una pila o batería sencilla. En esta corriente la polaridad del voltaje y la dirección de la corriente no cambian. (Hermosa. A., 1999)

• Los elementos y principios de funcionamiento de un generador DC sencillo

Se basa en un principio físico del magnetismo, cuando existe movimiento relativo entre un conductor y una fuerza de campo magnético, se genera en el conductor una fuerza electromotriz (f.e.m.)

Un generador de DC elemental es simplemente un generados AC aquipado con un rectificador mecánico llamado conmutador.

En su forma más simple, un conmutador se compone de un anillo colector cortado a la mitad, con cada segmento aislado del otro así como del eje. Un segmento se conecta al extremo A de la bobina y el otro al extremo D. El conductor gira junto con la bobina y el voltaje entre los segmentos es captado por dos ecobillas estacionarias x y y.

El voltaje entre las escobillas x y y pulsa pero nunca cambia de polaridad. El voltaje alterno en las bobinas es rectificado por el conmutador, el cual actua como un

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