Il generatore elettrico

Cos'è un generatore elettrico

Un generatore elettrico è un sistema in grado di trasformare l'energia meccanica in energia elettrica, tramite il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.

Cos'è l'induzione elettromagnetica? In fisica, una variazione del campo magnetico genera elettricità all'interno di un conduttore.

Come funziona un generatore elettrico

Un filo conduttore viene avvolto in una bobina e posto in un rotore, ossia in un sistema in grado di ruotare su se stesso.

La bobina viene posta all'interno di un campo magnetico, generato da un sistema detto statore. A differenza del rotore, lo statore è un componente fisso del generatore, ossia non si muove.

un esempio di generatore di corrente

L'energia meccanica ruota il rotore.

Cosa fa girare il rotore? L'energia meccanica può essere fornita da qualsiasi fonte. Ad esempio, il vento in un mulino, il flusso d'acqua in una turbina, la combustione in un impianto termodinamico, la forza manuale in una bicicletta, ecc.

La rotazione della bobina causa una variazione del campo magnetico all'interno del conduttore e, quindi, genera corrente elettrica nel filo conduttore.

La corrente si sposta nel circuito elettrico, alimentando i vari componenti. Ad esempio, accende una lampadina elettrica.

In questo semplice caso si tratta di corrente alternata perché le polarità della spira ruotano continuamente.

la corrente alternata

L'intensità prodotta dal generatore non è costante ma varia secondo un andamento sinusoidale.

  1. Il campo magnetico nella spira è nullo quando il piano della spira è parallelo alle linee di forza del campo magnetico ( punti B e D ).
  2. Il campo magnetico nella spira è massimo nella polarità positiva (+) o negativa (-), quando il piano della spira è perpendicolare alle linee di forza del campo magnetico ( punti A e C ).

In questo caso il generatore di corrente è detto alternatore.

un esempio di alternatore

In un alternatore il rotore è collegato a due collettori rotondi che restano sempre in contatto con i connettori.

I collettori restituiscono al circuito una corrente variabile ( corrente alternata ) a seconda della posizione del rotore rispetto al campo magnetico dello statore.

La differenza tra alternatore e dinamo

Sia l'alternatore che la dinamo sono due generatori di corrente.

Tuttavia, l'alternatore genera una corrente alternata mentre la dinamo genera una corrente continua.

lo schema di funzionamento di una dinamo

In una dinamo l'indotto rotante è suddiviso in due o più sezioni con diversi collettori.

In questo modo la corrente viene prelevata dalle spazzole nel momento di massima induzione, quando la spira del rotore è influenzata dallo stesso campo magnetico.

Così facendo si ottiene una corrente continua.

La potenza del generatore

La potenza del generatore ( P ) è il prodotto della tensione ( V ) per l'intensità della corrente ( I ).

P = V I

La differenza tra il generatore di corrente continua e alternata

  • Nel generatore di corrente continua sia la tensione che l'intensità della corrente sono costanti.
  • Nel generatore di corrente alternata la tensione e l'intensità variano nel corso del tempo.


 
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  1. L'induzione elettromagnetica
  2. Il generatore elettrico