Fundamentos Teóricos

Fundamentos teóricos.

Al momento de suministrar energía manualmente ocurre el primer fenómeno el cual convertiremos la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede convertir completamente en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico como una turbina ideal.
El generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (es decir, voltaje), transformando otras formas de energía en energía mecánica y posteriormente en una corriente alterna de electricidad.
Un generador eléctrico se utiliza el  principio de “inducción electromagnética” descubierto por Michael Faraday en 1831, y establece  que si un conductor eléctrico es movido a través de un campo magnético, se inducirá una corriente eléctrica que fluirá a través del conductor.
Uno de los elementos fundamentales de la materia es precisamente la carga electromagnética compuesta de un campo magnético y un campo eléctrico asociado al movimiento de las partículas. Un generador utiliza bosones del campo magnético para energizar cinéticamente electrones y provocar una interacción con otros electrones, que tiene como consecuencia la generación de la corriente eléctrica y un voltaje.
Al manipular una fuerza electromagnética se puede inducir el desplazamiento o movimiento de electrones, y como consecuencia se producirá una corriente eléctrica.
Los componentes de un generador son un campo magnético, y un objeto que rota en las inmediaciones de dicho campo magnético, y que conduce la electricidad “generada” hacia un circuito.
Los componentes de un generador desde el punto de vista mecánico son:
⦁    Estator, que es una armadura metálica en reposo recubierta por alambres de cobre que forman un circuito.
⦁    Rotor, que es un eje que rota  dentro del estator impulsado por una turbina. Este rotor en su parte más externa tiene un electroimán alimentado por una corriente eléctrica pequeña.
Al girar el rotor a grandes velocidades gracias a una energía mecánica externa proveniente de una turbina, se producen corrientes en los hilos de cobre del estator. Las turbinas aprovechan las fuentes de energía externa, transformándolas en energía mecánica, que a su vez es la que se utiliza para transformarla en energía eléctrica.

Los generadores eléctricos reciben energía mediante trabajo y la transfieren al exterior por medio de una transmisión eléctrica. En las plantas eléctricas, la energía requerida para hacer girar la espira se puede obtener de una diversidad de fuentes.
Conforme gira una espira en un campo magnético, el flujo magnético a través del área encerrada por la espira cambia en función del tiempo; esto de acuerdo con la ley de Faraday, induce una fem así como una corriente en la espira. Los extremos de la espira se conectan a anillos de deslizamiento que giran con ellas. Las conexiones de estos anillos, que actúan como terminales de salida del generador al circuito externo, se realizan mediante escobillas inmóviles que están en contacto con ellos.
El flujo magnético a través de la espira para cualquier instante es igual a
Φ=BA cos Ø = BA cos wt
Dónde:
    A=área
    w= rapidez angular constante