LA CORRIENTE ALTERNA EN LOS HOGARES
La generación y distribución de electricidad es un proceso bastante complejo. Primero debe utilizarse alguna forma de energía mecánica para alimentar los generadores eléctricos. Después hay que hacer llegar la electricidad a cada consumidor a través de conductores, en la forma más eficientemente posible.
Casi toda la electricidad es generada por el ser humano y con excepción de algunas aplicaciones experimentales, se crea mediante generadores eléctricos. Los generadores eléctricos son maquinas que convierten energía mecánica en energía eléctrica. La energía eléctrica mecánica que mueve el generador se puede proceder de diversas fuentes, alimentadas a su vez por petróleo, turbinas de vapor caídas de agua. Los ingenieros emplean el término energía matriz para designar la energía mecánica que mueve los generadores.
Todos los generadores funcionan por el principio de inducción electromagnética establecido en 1831 por el científico ingles Michael Faraday, quien descubrió que se inducia un voltaje en un conductor cuando este movía cerca de un imán (o el imán se movía cerca del conductor). Si el conductor forma parte de un circito eléctrico, el voltaje inducido produce un flujo de corriente.
Los generadores están compuestos de dos partes fundamentales: un inductor y un inducido. El inducido esta formado pro los conductores en los que se induce la electricidad, y el inductor es la estructura que genera el campo magnético en cuyo interior se mueve el inducido. En la mayoría de los grandes generadores los campos se crean por medio de electroimanes, y no por imanes permanentes. Los electroimanes son capaces de generar campos magnéticos mucho más potentes en un espacio más reducido que los imanes permanentes.
La electricidad puede generarse ya sea al girar el inducido en el interior del campo magnético o bien al girar el inductor y mantener fijo el inducido. La mayoría de los grandes generadores se diseñan en formas cilíndricas, con el inductor rodeando al inducido. El inductor o el inducido se hacen girar por medio de una fuerza mecánica. La parte que gira se conoce como rotos, y la fija se le denomina estator. En la mayoría de los generadores, el inductor (el electroimán) es el rotor y el inducido el estator. La electricidad necesaria para alimentar los electroimanes del inductor se suministra mediante un generador auxiliar más pequeño, denominado excitatriz.
Hay dos tipos principales de generadores eléctricos: ca y cd. El generador ca es el más empleado para producir la electricidad de consumo (ca son las siglas de corriente alterna). Cuando gira el inducido en el campo magnetico, corta las líneas de fuerzas magnéticas que emanan del electroimán. En un giro de 180°, la corriente generada en el inducido fluye en un sentido. Durante el siguiente giro de 180°, la corriente fluye en el sentido opuesto. Este mecanismo origina una corriente y una tensión alternas. A cada revolución completa del inducido se le llama ciclo. El numero de revoluciones o ciclos por segundo se le denomina frecuencia y se mide en hertz. La corriente alterna es el tipo de electricidad que se suministra a las casas y oficinas de casi todo el mundo. En México y otros países como Estados Unidos la corriente mas comúnmente utilizada es de 120 volts y de 60 hertz.
La energía mecánica que hace girar la parte móvil del generador eléctrico procede de turbinas. Existen dos tipos principales de turbinas: las de vapor y las de agua. A las turbinas de agua se les conoce como sistemas hidroeléctricos. La energía procedente del flujo del agua, por ejemplo de una presa se utiliza para mover las turbinas. Las turbinas se unen al generador, haciendo que su rotor también se mueva. En una turbina de vapor, el agua se calienta para producir vapor. Este vapor se comprime y se dirige hacia las turbinas, haciéndolas girar. Existen muchas formas para calentar agua y hacer vapor.
BIBLIOGRAFIA
Serway R, física tomo II. Editorial McGraw-Hill. Mexico. 1997
Tipler, Paul. Physics for Scientists and Engineers. Volume 2. Worth publishers. USA. 1991
Lara-Barragán, Antonio. La esnseñanza de la fisica a nivel superior. Cuaderno de difusión científica 47. Universidad de Guadalajara, 1995.
Oman, Robert y Oman Daniel. How to solve Physics Problems. Editorial McGraw-Hill USA. 1997.
