INGENIERIA ELECTRICA - Generadores
EL ALTERNADOR
Aunque el magneto es un generador simple, fuerte y seguro, es incapaz de suministrar las
grandes potencias eléctricas necesarias para la alimentación de los sistemas de iluminación
eléctrica, motores, hornos y demás equipos domésticos e industriales necesarios en la vida
moderna y, por lo tanto, se requieren generadores más poderosos que permitan obtener
elevadas potencias eléctricas, aunque empleando siempre los mismos fenómenos de
magnetismo e inducción electromagnética utilizados en el magneto; a continuación veremos
algunas de las diferencias entre ambos tipos de generadores.
Hemos aprendido en los parágrafos anteriores que se puede aumentar la tensión inducida en
un conductor, aumentando la cantidad de líneas de fuerza que el conductor corta en la unidad
de tiempo, y fundándonos en este principio podemos aumentar la tensión por tres caminos
distintos: 1) aumentando la intensidad del campo, es decir, el número de líneas de fuerza entre
los polos magnéticos; 2) aumentando la velocidad con la cual el conductor corta las líneas de
fuerza del campo; y 3) empleando más de un conductor, esto es, un arrollamiento en el
inducido con muchas vueltas de conductor en lugar de una, o en otras palabras, aumentar el
número de vueltas de la bobina del inducido.
El empleo de cualquiera de estos factores nos da el medio de elevar la tensión en los
terminales del generador, y si los empleamos simultáneamente, podemos llegar al resultado
deseado con el máximo de economía.
Ahora que sabemos cómo aumentar la tensión de salida, veamos cómo podemos aumentar la
intensidad de la corriente, puesto que, como sabemos, la potencia eléctrica de salida se obtiene
multiplicando el número de volts por el número de amperes, lo que nos da la potencia en
watts.
En uno de los primeros parágrafos hemos aprendido que, para una tensión o voltaje
determinado, la intensidad de corriente eléctrica que circulará por un circuito eléctrico es
inversamente proporcional a la resistencia eléctrica del circuito, que se mide en ohms, y
sabemos que un caño de agua de diámetro grande ofrece menos resistencia al paso del agua
que uno de diámetro pequeño. También sabemos que un conductor determinado tiene menor
resistencia eléctrica que otro de menor diámetro, y deducimos, pues, que para una tensión o
f.e.m. determinada, inducida en un generador eléctrico, podemos aumentar la intensidad de la
corriente entregada en los bornes de salida, disminuyendo la resistencia eléctrica de los
arrollamientos del inducido, lo que puede obtenerse si se emplea para las bobinas un
conductor de mayor diámetro.
Luego, el problema fundamental que debe resolver el ingeniero electrotécnico, al proyectar un
generador eléctrico, se refiere no sólo a la cantidad de potencia que debe producir la máquina,
sino también a la tensión e intensidad de corriente con que debe ser provista la potencia, de
acuerdo con las aplicaciones a que se dedique el generador.
Si necesitamos, por ejemplo, un generador de alta tensión, el arrollamiento del inducido debe
tener un número relativamente elevado de vueltas, y si además se necesita obtener una
corriente de intensidad relativamente elevada, se empleará un conductor de mayor diámetro,
resultando una máquina relativamente grande.
Estos y otros factores debe tener en cuenta el ingeniero proyectista, y ellos son los que han
orientado las distintas tendencias en la construcción y características de los generadores
eléctricos a través de los años.
En las primeras épocas en que se comenzó a emplear la energía eléctrica, eran corrientes los
generadores de tensión relativamente baja, debido a las limitaciones en los conocimientos
técnicos, tanto en el proyecto como en los materiales aislantes, forma de fabricación, etc. Bajo
estas condiciones, el problema de satisfacer la necesidad de proveer de potencias cada vez
mayores, se solucionó aumentando la intensidad de las corrientes, es decir, el diámetro de los
conductores, medio que exigía aumentar constantemente el tamaño de los generadores, que
llegaron a dimensiones muy grandes, hasta 9 y más metros de altura sobre el nivel del piso.
Cuando los conocimientos técnicos aumentaron y fue posible obtener mejores materiales
eléctricos, la tendencia en los proyectos se dirigió constantemente hacia los generadores de
tensiones y velocidades más elevadas. Así, por ejemplo, el primer generador construido por
Edison en 1880, producía una tensión de 120 volts, mientras que los grandes generadores
modernos llegan alrededor de los 16.000 volts; en cuanto a la velocidad, la relación es bastante
similar: los primeros generadores tenían velocidades de rotación de 100 o menos vueltas por
minuto, mientras que los actuales llegan a velocidades de hasta 3 600 revoluciones por minuto.
La tendencia a aumentar estos factores ha permitido a los ingenieros construir generadores
que suministren mayor potencia, conservando, aproximadamente, las mismas dimensiones
físicas.
