CÓMO FUNCIONA UN GENERADOR ELÉCTRICO || GENERANDO CORRIENTE CONTINUA (CC) Y ALTERNA (CA)
Summary
TLDREn este vídeo educativo, se explora el funcionamiento de un generador de imanes permanentes, destacando sus partes clave como el estator y el rotor. Se explica cómo este tipo de generador puede producir tanto corriente continua como alterna, dependiendo de la posición de las escobillas o bornes de salida. A través de una demostración práctica, se muestra cómo el movimiento relativo entre el campo magnético y las bobinas induce una corriente eléctrica, un principio observado experimentalmente por Faraday. Además, se utiliza un motor y un LED para ilustrar la diferencia entre ambas corrientes, resaltando la importancia de la polaridad en el funcionamiento de los dispositivos electrónicos. El vídeo es una herramienta didáctica valiosa para entender los conceptos fundamentales de la generación de energía eléctrica.
Takeaways
- 🧲 El generador de imanes permanentes que se describe en el video utiliza cuatro barras de imanes permanentes en el estator para crear un campo magnético.
- 📡 El estator, compuesto por las barras de imanes, no se mueve y mantiene un campo magnético en el que el polo norte y polo sur están identificados.
- 🔄 El rotor del generador está compuesto por dos bobinas de hilo de cobre esmaltado que están unidas en serie y giran dentro del campo magnético del estator.
- 🚫 Si se quitan los imanes, se revela la estructura metálica del estator con las barras de imán.
- 💡 El colector del rotor está diseñado de manera ingeniosa para producir tanto corriente continua como corriente alterna, dependiendo de cómo se conecten las bobinas.
- 🔧 Las escobillas son piezas metálicas que recolectan la corriente de las bobinas y se pueden colocar en diferentes puntos del colector para obtener corriente continua o alterna.
- ⚙️ El generador es didáctico, permitiendo a los usuarios ver y experimentar con la generación de ambas clases de corrientes.
- 🔁 La corriente alterna se produce cuando las escobillas están en contacto con los anillos continuos en los extremos del colector.
- 🔋 La corriente continua se produce cuando las escobillas están en contacto con la parte central del colector.
- 🔌 Las partes metálicas unidas a las escobillas están conectadas a los bornes para extraer la corriente del generador.
- 🔧 El mecanismo de poleas, compuesto de una polea grande y una pequeña, multiplica la velocidad de giro del rotor, aumentando la eficiencia del generador.
Q & A
¿Qué es un generador de imanes permanentes?
-Un generador de imanes permanentes es un dispositivo que utiliza imanes permanentes para crear un campo magnético rotativo, el cual interactúa con un rotor para producir corriente eléctrica, ya sea continua o alterna.
¿Cuál es la función del estator en un generador de imanes permanentes?
-El estator es la parte metálica estacionaria del generador que contiene un conjunto de barras de imanes permanentes. Su función es crear un campo magnético estático en el que el rotor gire.
¿Cómo es capaz el rotor de un generador de imanes permanentes?
-El rotor está compuesto por dos bobinas de hilo de cobre esmaltado que están unidas en serie. Es el componente que gira dentro del campo magnético creado por el estator.
¿Cómo se produce la corriente continua en el generador?
-Para producir corriente continua, las escobillas (pinzas metálicas) deben estar colocadas en el centro del colector, lo que permite que la corriente fluya en una sola dirección a través de las bobinas del rotor.
¿Cómo se produce la corriente alterna en el generador?
-Para producir corriente alterna, las escobillas deben ser desplazadas hacia los anillos continuos en el colector, lo que causa que la dirección de la corriente cambie cada vez que las bobinas pasan por un polo opuesto del campo magnético.
¿Qué es el principio de inducción de Faraday y cómo se relaciona con el funcionamiento del generador?
-El principio de inducción de Faraday establece que cuando las líneas de fuerza de un campo magnético atraviesan una bobina o espiral de material conductor, se produce una corriente eléctrica en esa bobina. Este principio es fundamental en el funcionamiento de un generador, ya que es la base para la inducción de corriente en las bobinas del rotor.
¿Cómo se puede verificar experimentalmente el principio de inducción de Faraday?
-Faraday lo observó experimentalmente moviendo un imán con un polo norte y un polo sur hacia una bobina y registrando una corriente eléctrica en un galvanometro. Cuando el imán se movía hacia la bobina, la aguja del galvanometro se desplazaba en una dirección, y al retirarlo, se desplazaba en la dirección opuesta.
¿Cómo afecta el movimiento del imán o del solenoide en la producción de corriente eléctrica?
-Para inducir una corriente eléctrica, debe haber un movimiento relativo entre el imán y la bobina o el solenoide. Esto significa que las líneas de fuerza del campo magnético del imán deben 'cortar' las espiras del solenoide, ya sea moviendo el imán o moviendo el solenoide.
¿Por qué la hélice del pequeño motor de imanes permanentes gira en un solo sentido cuando se produce corriente continua?
-La hélice del motor gira en un solo sentido cuando se produce corriente continua porque la corriente fluye en una sola dirección, lo que permite que el motor funcione de manera coherente y no se revierta su giro.
¿Cómo se demuestra que el generador produce corriente continua y no alterna usando un LED?
-Para demostrar que se está produciendo corriente continua, se puede conectar un LED al generador. Los LED funcionan con corriente continua y solo permiten el paso de corriente en un sentido, por lo que si el LED encende y brilla, esto indica que la corriente tiene polaridad y fluye en una sola dirección.
¿Cómo cambia el sentido de la polaridad de la corriente continua al cambiar el sentido de giro del rotor?
-El sentido de la polaridad de la corriente continua cambia al cambiar el sentido de giro del rotor, ya que el movimiento relativo entre las bobinas y el campo magnético define la dirección en la que fluye la corriente. Al girar el rotor en el sentido opuesto, la polaridad de la corriente también cambia, lo que se puede observar en el giro opuesto del motor o en la iluminación del LED.
Outlines
🧲 Funcionamiento de un generador de imanes permanentes
Este párrafo describe el funcionamiento de un generador de imanes permanentes, destacando las partes principales del generador como el estator y el rotor. Se explica cómo el estator, compuesto por barras de imanes permanentes, interactúa con el rotor, formado por bobinas de hilo de cobre, para producir corriente eléctrica. Además, se menciona el diseño ingenioso del colector y las escobillas, que permiten obtener corriente continua o alterna dependiendo de su posición. Finalmente, se habla de la importancia del movimiento relativo entre el imán y la bobina para la inducción de corriente, según el principio de Faraday.
🔋 Demostración del principio de inducción de Faraday
En este párrafo se profundiza en el principio de inducción de Faraday, que establece que una corriente eléctrica se produce cuando las líneas de fuerza magnética atraviesan una bobina de material conductor. Se relata una experimentación donde se introduce un imán en un solenoide y se observa el efecto en un galvánometro. Se destaca cómo el movimiento del imán y las líneas de fuerza generan una corriente eléctrica en el solenoide, y cómo el sentido de la corriente cambia con el movimiento del imán. Además, se relaciona este principio con el funcionamiento del generador, donde el movimiento relativo entre el campo magnético y las bobinas induce una corriente eléctrica que es recogida por el colector y las escobillas.
🔁 Generación de corrientes continuas e alternas
Este párrafo muestra cómo el generador puede producir tanto corriente continua como alterna. Se describe el uso de una manivela para accionar el generador y cómo el galvánometro indica la producción de corriente continua cuando las escobillas están en contacto con el anillo continuo. Se menciona la inversión del sentido de la corriente al cambiar la dirección de giro del generador. Luego, se muestra el cambio a corriente alterna moviendo las escobillas a los anillos discontinuos y se observa el efecto en el galvánometro. Además, se utiliza un pequeño motor para demostrar visualmente el cambio en el sentido de giro debido a la corriente alterna producida.
💡 Prueba de polaridad con un LED y despedida
El último párrafo muestra una prueba de polaridad de la corriente continua generada por el generador usando un LED. Se destaca que los LED funcionan con corriente continua y sólo permiten el paso de corriente en un sentido específico, demostrando así la polaridad de la corriente. Se describe cómo el LED solo encenderá si la polaridad es correcta. Finalmente, se hace una breve despedida y se invita a los espectadores a ver el siguiente vídeo para más información.
Mindmap
Keywords
💡Generador de imanes permanentes
💡Estatór
💡Rotor
💡Corriente continua
💡Corriente alterna
💡Principio de inducción de Faraday
💡Escobillas
💡Colector
💡Poleas
💡Motor de imanes permanentes
💡LED
Highlights
El generador de imanes permanentes se compone de un estator con cuatro barras de imanes permanentes.
El estator es la parte metálica estacionaria que contiene el campo magnético.
El rotor está compuesto por dos bobinas de hilo de cobre esmaltado en serie.
El colector está diseñado para producir tanto corriente continua como alterna.
Las escobillas recolectan la corriente de las bobinas y están conectadas a los bornes para extraer la corriente.
La posición de las escobillas determina si se produce corriente continua o alterna.
El generador funciona según el principio de inducción de Faraday.
Faraday observó que el movimiento de las líneas de fuerza magnéticas a través de una bobina produce corriente eléctrica.
El cambio en el sentido de la corriente se evidencia en el movimiento de la aguja del galvanometro.
La corriente alterna se define por su cambio constante de dirección.
El motor de imanes permanentes es un módulo didáctico que consume poca corriente.
La hélice del motor gira en un sentido y luego en el opuesto debido a la corriente alterna.
Cambiando la posición de las escobillas, se puede generar corriente continua, lo que hace girar la hélice en un solo sentido.
El sentido de giro del rotor define la polaridad de la corriente en el caso de corriente continua.
Los LED funcionan con corriente continua y demuestran que la corriente tiene polaridad.
El LED solo enciende con la polaridad correcta, mostrando que la corriente continua fluye en un solo sentido.
El generador didáctico permite visualizar y comprender la generación de ambas clases de corrientes.
El diseño ingenioso del colector es clave para la producción de corrientes continuas y alternas.
Transcripts
qué tal amigos cómo estáis en este vídeo
vamos a ver cómo funciona un generador
de imanes permanentes vamos a ver sus
partes y vamos a ver cómo es capaz de
producir tanto corriente continua como
corriente alterna queréis saber cómo
comenzamos
[Música]
el generador que voy a enseñar es un
generador de imanes permanentes porque
porque el estator que es esta parte
metálica que veis aquí está compuesta
por un conjunto de cuatro barras de
imanes permanentes 20 cada mantiene
identificado su polo polo norte polo sur
este es el estator porque no se mueve y
está compuesto por un campo magnético
donde aquí tenemos el norte como pone de
manifiesto una brújula fijaos el sur de
la brújula se une con el norte magnético
del estatut y aquí tenemos el sur
magnético si cambio la brújula de
posición veis que ahora el norte de la
brújula se une con el sur magnético que
está en este lado del estatut y aquí
tenemos el norte
estos cuatro imanes por tanto definen el
tipo de generador un generador de imanes
permanentes si quito los imanes vemos
que el estator tiene esta estructura
metálica con estas cuatro barras de imán
y en el interior tenemos lo que se llama
rotor porque es el que gira el rotor
está compuesto por dos bobinas
de hilo de cobre esmaltado que se unen
en serie esta bobina se une en serie con
esta y eso lo podemos ver aquí aquí se
puede ver como
el hilo que sale de una bobina está
soldado con el hilo que entra en la otra
y al mismo tiempo luego el y lo que sale
de esta bobina ya va soldado a este lado
de esta parte metálica que es el
colector y que es una pieza que está
diseñada de forma muy ingeniosa para
poder producir corriente continua y
corriente alterna al mismo tiempo veis
que aquí tiene una soldadura para unir
el hilo de cobre esmaltado que sale de
esta bobina en esta parte y si lo giro
vamos a ver que el hilo de cobre que
sale de la otra bobina veis está soldado
en este punto hay ves la soldadura con
este otro extremo de cobre y veis que el
diseño del colector como digo es muy
ingenioso porque aquí en el centro está
partido ahí a la mitad y sigilo 180
grados vamos a ver que está también aquí
partido es decir está partido aquí y
aquí dos veces como podéis comprobar
y luego aquí estos son anillos continuos
en el extremo
si nosotros ponemos estas pinzas
metálicas que veis aquí que se llaman
escobillas y son las encargadas de
recoger la corriente que va a producirse
aquí en las bobinas si nosotros las
colocamos en el centro donde hagan
contacto con esta pieza que está aquí
partida vamos a obtener corriente
continua pero si nosotros las
desplazamos y las ponemos en los
extremos en los anillos continuos veis
cómo se pueden desplazar fácilmente de
esta manera ahora haría en contacto aquí
en los anillos continuos esta y ésta
obtenemos corriente alterna como digo es
un generador didáctico que nos permite
comprobar las dos clases de corriente
corriente continua cuando las escobillas
se colocan en el centro como estaban
puestas antes y corriente alterna cuando
se colocan en los anillos continuos
y por último veis que estas escobillas
que recogen la corriente están unidas a
estas partes metálicas que están unidas
a los bornes donde se conectan los
cables para extraer la corriente del
generador
lo giro para que lo veáis por este es al
lado es exactamente igual esta escobilla
la pondremos ahora en el centro para
comprobar la generación de corriente
continua
y por la parte de atrás para accionar el
rotor rápidamente tenemos un mecanismo
de poleas nada más una polea de mayor
diámetro con una más pequeña que
multiplica la velocidad de giro que
nosotros tenemos en la primera y de esta
manera tan sencilla cuando tenemos
arriba el campo magnético constituido
por cuatro imanes que como veis tengo
todos los surf en el mismo lado
y el norte al otro de manera que aquí
tengo el polo sur aquí tengo el polo
norte
y cuando yo giro esta polea gira el
rotor con sus bobinas en el interior de
un campo magnético y estamos produciendo
o bien una corriente continua cuando
tengo las escobillas en el centro o bien
corriente alterna cuando las tengo
colocadas en los anillos continuos
este generador funciona gracias al
principio de inducción de faraday que
vamos a ver experimentalmente a
continuación el principio de inducción
de faraday nos dice que cuando las
líneas de fuerza de un campo magnético
atraviesan una espiral de material
conductor en esa espiral se produce una
corriente eléctrica faraday lo observó
experimentalmente como vamos a ver a
continuación el disponía de una bobina
como la que tengo hoy aquí y una bobina
o solenoide es un conjunto de espiras
apiladas en nuestro caso como estáis
viendo esta bobina tiene 2000 espiras la
bobina se conecta con dos cables a este
instrumento que es un galvano metro un
dispositivo que nos permite detectar una
corriente eléctrica lo que faraday
observó es que cuando él tomaba un imán
que como ya sabéis tiene un polo norte y
un polo sur del polo norte salen esas
líneas de fuerza y llegan al polo sur y
este imán lo introducía dentro de la
bobina fijaos en el galo manómetro se
obtenía una corriente eléctrica veis al
introducirlo la aguja se ha desplazado
hacia la izquierda y cuando yo extraigo
el imán la aguja se ha desplazado a la
derecha es importante ver que cuando hay
movimiento del imán y por tanto de las
líneas de fuerza sobre las espiras del
solenoide se produce una corriente
eléctrica
veis
y esa corriente eléctrica
al moverse la aguja de un lado para otro
nos indica que cuando yo introduzco
nyman tiene un sentido porque se
desplaza la aguja hacia la izquierda
pero cuando yo los traigo el sentido
cambia porque la aguja se desplaza hacia
la derecha
por tanto cuando introduzco el imán
tenemos corriente eléctrica en un
sentido y cuando las traigo en el
sentido opuesto
esto es corriente alterna ya sabéis que
por definición la corriente alterna es
aquella que en un período determinado
circula en un sentido y en el período
siguiente circula en sentido contrario
fijaos
veis como la aguja se desplaza de un
lado a otro y luego vais a observar en
el generador cuando produzcamos
corriente continua que en caso de tener
corriente continua solo se desplaza
hacia un lado porque tenemos corriente
que sólo circula en una dirección este
es el principio de inducción de faraday
por el cual obtenemos corriente siempre
que tengamos movimiento del imán de las
líneas de campo del imán en la bobina o
en la espiral del solenoide pero también
puede ocurrir a la inversa si nosotros
dejamos fijo el imán y movemos el
solenoide
se produce el mismo efecto
y lo veis en el galvano metro
por tanto para que se produzca o se
induzca una corriente eléctrica
tenemos que tener líneas de fuerza es
decir movimiento del imán que corten con
las espiras del solenoide por eso tiene
que haber un movimiento relativo del
imán frente a la bobina o de la bobina
frente al imán
eso es lo que nos dice el principio de
inducción de la corriente de faraday
como relacionamos el principio de
inducción de parada y con el
funcionamiento de nuestro generador pues
muy sencillo si hemos dicho que tenemos
un estado compuesto por un campo
magnético de cuatro barras de imán y
aquí tenemos el polo sur como pone de
manifiesto la brújula fijaos
y aquí tenemos el polo norte fijaos en
la otra brújula dentro de las líneas de
fuerza de este campo magnético que
saldrían del norte y llegarían al sur
creando direcciones circulares como ya
sabéis tenemos dos bobinas por lo tanto
si tenemos las líneas de fuerza de un
campo magnético que atraviesan dos
bobinas tenemos ya los ingredientes del
principio de inducción de faraday que
falta pues que exista movimiento
relativo o bien de las líneas de fuerza
del campo magnético respecto a las
bobinas o bien de la bobina como es este
caso respecto a la línea de fuerza del
imán y en el momento que nosotros
tenemos movimiento de las bobinas
respecto a la línea de fuerza del imán
sabemos que estamos induciendo una
corriente eléctrica en las bobinas y esa
corriente la recogemos gracias a esta
estructura el colector y gracias a las
escobillas en las bordas que tenemos
identificadas con color rojo que es el
positivo y color negro que es el
negativo
cuando los anillos están dispuestos en
la posición central como vemos aquí
vamos a generar corriente continua y eso
lo podemos observar con la ayuda del
galván o metro vamos a conectarlo
y vamos a producir corriente
lo conectamos y ahora lo pongo así para
que se pueda ver mejor y accionamos la
manivela fijaos que la aguja en este
caso sólo se desplaza hacia la izquierda
eso es porque estamos produciendo
corriente continua que sólo fluye en una
dirección
recordar que cuando producíamos
corriente alterna la aguja se desplazaba
en ambos sentidos porque la dirección de
la corriente cambiaba constantemente
si paro veis que deja de generar
corriente pero una cosa muy curiosa
si yo acción o el generador en el
sentido contrario
la corriente cambia de sentido y veis
que la aguja ahora se desplaza en una
sola dirección pero en la dirección
inversa a la de antes producimos
corriente y en este caso estamos
produciendo corriente continua siguió
ahora muy buenas escobillas como os dije
antes de esta manera tan sencilla a un
punto donde tiene contacto con el anillo
continuo y muevo también la de atrás
a este punto donde tiene contacto con el
anillo continuo
ahora vamos a producir corriente alterna
y vamos a ver qué pasa en el galvano
metro fijaos
ahora estamos produciendo corriente
alterna y se pone de manifiesto como
véis porque la corriente cambia
constantemente de sentido en un momento
fluye en un sentido y en el período
siguiente fluye en el contrario es decir
constantemente está cambiando el sentido
de la corriente otra manera de poner de
manifiesto los dos tipos de corriente
que produce este generador es con este
pequeño motor de imanes permanentes
fijaos es un módulo también didáctico
con un pequeño motor que consume muy
poca corriente las dos rondas positiva y
negativa y para ver el movimiento
tenemos esta hélice si quito el galvano
metro y conectó este pequeño motor
positivo y negativo aquí las bombas
vamos a ver qué es lo que ocurre cuando
yo tengo como veis las escobillas en el
colector puestas en los anillos
continuos es decir estamos generando
corriente alterna voy a accionar
lentamente la manivela y vamos a ver qué
pasa en el motor fijaos la hélice gira
en un momento hacia un lado y en el
contrario hacia el otro y eso es porque
estamos generando corriente alterna la
corriente fluye en un sentido y en el
período siguiente fluye en el sentido
opuesto
si giro en el sentido opuesto la polea
veis que el efecto es exactamente el
mismo primero hacia un lado y a
continuación hacia el otro vamos a
cambiar las escobillas de nuevo y vamos
a situar las en el contacto central
donde generamos corriente continua
aquí tenemos una y cambiamos también la
otra
a la posición central donde tenemos
[Música]
esta partición que cada 180 grados lo
que hace es cambiar el sentido de la
corriente de manera que la corriente
siempre fluye en el mismo sentido
tomo de nuevo nuestro generador
y empiezo a dar vueltas veis que ahora
la hélice solo gira en un sentido y es
porque estamos produciendo corriente
continua si giro más rápidamente pues
produzco mayor tensión mayor intensidad
de corriente en definitiva mayor
potencia y el motor gira más rápido
importante es que si cambio el sentido
de giro en la polea estoy cambiando la
polaridad de la corriente continua y
vemos que ahora el motor gira en el
sentido opuesto
así quitaría en la dirección contraria a
las agujas del reloj y así en el sentido
de las agujas del reloj
como veis el giro en el generador define
la polaridad de la corriente en este
caso corriente continua
y os voy a demostrar como lo que estamos
produciendo es corriente continua con la
ayuda de un pequeño led ya sabéis que
los led que son diodos emisores de luz
funcionan con corriente continua y sólo
permiten el paso del corriente al ser un
diodo en un sentido vamos a ver
que por tanto esta corriente continua
tiene polaridad y además sólo fluye en
un sentido fijaos en el día dones
veis que emite de pequeño destellos
si yo ahora giro en el sentido contrario
es decir cambiando la polaridad
veis que así no luces led porque la
polaridad de la corriente más la
adecuada para que el diodo permita el
paso de la corriente pero si lo hacemos
en este sentido
ahí vemos cómo se enciende y lo que
estamos generando es corriente continua
y en este caso tenemos el positivo
correctamente colocado en el led para
que pueda encenderse y brillar como
estoy viendo bueno amigos y con esto me
despido ya ha visto cómo funciona un
generador de corriente continua un
generador didáctico con un diseño de
colector muy ingenioso que nos permite
producir tanto corriente continua como
corriente alterna como siempre espero
que os haya gustado os haya parecido
interesante y nos vemos en un próximo
vídeo un saludo
[Música]
por qué
y
ah
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