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• Juan Alipio Gomez Condori

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Nombre: Gomez Condori Juan Alipio.

GENERADOR DE CORRIENTE DIRECTA (CD) La corriente directa (CD) o corriente continua (CC

Fuentes suministradoras de corriente directa o continua. A la izquierda, una batería de las comúnmente utilizada en los coches y todo tipo de vehículo motorizado. A la derecha, pilas de amplio uso, lo mismo en linternas que en aparatos y dispositivos eléctricos y electrónicos.

1. INTRODUCCIÓN En todos los ámbitos de la vida moderna podemos encontrar hoy en día muchos dispositivos y equipos que emplean motores eléctricos de diversos modelos, tamaños y potencias para realizar un determinado trabajo. Todos ellos, sin excepción, funcionan con corriente alterna (C.A.), o de lo contrario con corriente directa (C.D.), conocida también como corriente continua (C.C.). Sin embargo, la mayoría de los dispositivos y equipos que requieren poca potencia para poner en funcionamiento sus mecanismos emplean solamente motores de corriente directa de pequeño tamaño, que utilizan como fuente suministradora de corriente eléctrica o fuerza electromotriz (F.E.M.) pilas, batería, o un convertidor de corriente alterna en directa.

2. CORRIENTE DIRECTA Es el flujo de corriente que se dirige en una sola dirección, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM) fluyendo siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica es utilizada para energizar diferentes circuitos eléctricos y electrónicos; la corriente directa es creada por reacciones químicas, por acción de la luz o por inducción eléctrica.

CARACTERÍSTICAS La CC tiene un flujo continuo que se mueve en una sola dirección y son constantes en el tiempo. Su aspecto es el de una línea recta que no varía. Se produce a partir de fuentes de energía, las baterías, fuentes de alimentación y generadores de corriente continua. Los dispositivos fotovoltaicos como las células solares también generan energía CC.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN        

Automóviles. Metro y locomotoras de ferrocarriles. En una linterna. Leds. Celulares. Pistas de carreras. Teléfonos de base. Juguetes en general.

3. GENERADOR DE CORRIENTE DIRECTA (CD) El generador de corriente directa (CD), estos generadores se utilizan en automóviles antiguos para cargar la batería. Los componentes son esencialmente los mismos que los de un generador de CA, excepto que los contactos con la bobina giratoria se fabrican utilizando un anillo dividido que se conoce como conmutador. Una CD pulsante no es adecuada para la mayor parte de las aplicaciones. Para obtener una corriente que sea CD, los generadores de CD utilizan muchas bobinas y conmutadores distribuidos de forma que los pulsos sinusoidales de las diversas bobinas queden fuera de fase. Cuando estos pulsos se sobreponen, la salida de CD está prácticamente libre de fluctuaciones.

4. DIFERENCIAS ENTRE GENERADORES DE CORRIENTE ALTERNA Y DIRECTA Un generador simple sin conmutador producirá una corriente eléctrica que cambia de dirección a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: Los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores. Las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí.

Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con más facilidad la frecuencia deseada.

5. LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA (CD) Los motores son dispositivos en los que se transfiere energía mediante transmisión eléctrica y de los cuales se transfiere energía hacia afuera en forma de trabajo. En esencia, un motor es un generador que funciona a la inversa. En vez de generar una corriente mediante el giro de una espira, una batería suministra corriente a la bobina, y el momento de torsión que actúa en la bobina conductora de corriente hace que ésta gire. Se puede consumir trabajo mecánico útil si se une la espira rotatoria con algún dispositivo externo. Sin embargo, cuando la bobina gira en un campo magnético, el flujo magnético cambiante induce una fem en la bobina; la fem inducida siempre actuará para reducir la corriente en la bobina. De no ser así, se hubiera violado la ley de Lenz. La fuerza contra electromotriz aumenta en magnitud conforme se incrementa la rapidez de rotación de la bobina. (El término fuerza contra electromotriz se utiliza para indicar que una fem tiene tendencia a reducir la corriente suministrada.) Ya que el voltaje disponible para el suministro de la corriente es igual a la diferencia entre el voltaje de alimentación y la fuerza contra electromotriz, la corriente que pasa por la espira rotatoria queda limitada por esta última. Cuando se activa un motor, inicialmente no existe fuerza contra electromotriz y la corriente resulta muy grande porque está limitada únicamente por la resistencia de la bobina. Conforme la bobina empieza a girar, la fuerza contra electromotriz inducida se opone al voltaje aplicado, reduciendo así la corriente en la bobina. Si la carga mecánica se incrementa, el motor reduce su velocidad, lo que provoca una reducción de la fuerza contra electromotriz. Esta reducción de la fuerza contra electromotriz incrementa la corriente en la bobina y en consecuencia también aumenta la potencia necesaria suministrada de la fuente externa de voltaje. Por esta causa, las necesidades de energía para administrar un motor son mayores con cargas pesadas que con cargas ligeras. Si se le permite al motor participar sin carga mecánica, la fuerza contra electromotriz reduce la corriente a un valor sólo lo suficientemente grande para cubrir las pérdidas de energía debidas a la energía interna y a la fricción. Si una carga pesada detiene el motor de forma que ya no pueda girar, la falta de una fuerza contra electromotriz puede llevar a un nivel peligrosamente alto de corriente en el alambre del motor.

PARTES BÁSICAS DE UNA MÁQUINA DE CORRIENTE CONTINUA

Devanado de campo: Es el responsable de producir el campo magnético principal en la máquina, formado por un electroimán montado en piezas polares para formar el estator electromagnético.

Armadura: Es la parte rotatoria de un generador de CD, va montada a un eje y gira entre los polos de los devanados del campo; construida sobre el eje o flecha, núcleo, devanado y conmutador.

Escobillas: Son las que se encargan de transmitir el voltaje generado a las cargas, estas se encuentran colocadas en los lados del conmutador.

Conmutador: Constituido esencialmente por piezas planas de cobre duro de sección trapezoidal (delgas), separadas y aisladas unas de otras por delgadas láminas de mica, formando en conjunto un tubo cilíndrico aprisionado fuertemente.

FUNCIONAMIENTO El generador de CD basa su funcionamiento en el principio de inducción electromagnética de Faraday. Conforme una espira gira se produce una FEM en las terminales de la misma, dicha tensión aparece entre las escobillas y por consecuencia se trasmite a la carga. La diferencia de potencial obtenida en el exterior a través de un anillo y una escobilla en cada extremo de la espira tiene carácter senoidal. Para rectificar la corriente alterna inducida en el devanado del rotor se remplaza los anillos por un conmutador, el voltaje inducido pulsa pero no cambia de polaridad (se mantiene constante).

6. SISTEMAS DE IMPULSIÓN HÍBRIDOS El desarrollo de los sistemas de impulsión híbridos se ve en la aplicación actual de los motores en los automóviles. En éstos se combinan una máquina a gasolina y un motor eléctrico para incrementar la economía de combustible del vehículo y reducir sus emisiones.

La figura muestra el cofre del Toyota Prius, uno entre el reducido número de automóviles híbridos disponibles en Estados Unidos. En este automóvil la potencia enviada a las ruedas puede venir ya sea del motor a gasolina o del motor eléctrico. En conducción normal, el motor eléctrico acelera al vehículo a partir del reposo hasta que se mueve a una rapidez aproximada de 15 millas/h (24 km/h). Durante este periodo de aceleración, no funciona la máquina, por lo que no se utiliza combustible y no hay emisiones. Con magnitudes de velocidad altas, el motor y la máquina funcionan juntos de tal manera que la máquina funciona siempre con o cerca de su rapidez más eficiente. El resultado es un rendimiento significativamente más alto con gasolina diferente del obtenido por un automóvil tradicional impulsado con gasolina. Cuando frena un vehículo híbrido, el motor actúa como generador y regresa parte de la energía cinética del vehículo hacia la batería como energía almacenada. En un vehículo normal, esta energía cinética simplemente se pierde al transformarse en energía interna en los frenos y en la superficie del pavimento.