Generadores de corriente alterna. Circuitos eléctricos
Generadores y motores
La energía eléctrica puede utilizarse como fuente y destino de numerosas aplicaciones. Para su producción y aprovechamiento se usan dos clases generales de dispositivos:
- Los generadores, que convierten algún tipo de energía (química, mecánica) en eléctrica.
- Los motores, que efectúan una transformación inversa y usan esa energía eléctrica para generar movimiento.
Estos dos tipos de elementos pueden emplear corrientes continuas (que circulan siempre en el mismo sentido) o corrientes alternas (donde el sentido de la corriente se invierte periódicamente).
Fuerza electromotriz y contraelectromotriz
La acción de los generadores de corriente vienen definidos por una magnitud llamada fuerza electromotriz (f.e.m.), representada habitualmente por el símbolo 
. La f.e.m. se define como la energía eléctrica que comunica el generador a cada unidad de carga que circula por él:
En un circuito de corriente continua, la potencia del generador puede expresarse como el producto de la fuerza electromotriz por la intensidad de corriente.
En los motores, las cargas eléctricas que los atraviesan pierden energía eléctrica, que se convierte en mecánica. Su característica principal es la fuerza contraelectromotriz (símbolo ’), o energía eléctrica cedida por el motor a la unidad de carga eléctrica. Es decir:
Producción de energía eléctrica
Los generadores de corriente alterna constituyen el medio industrial más común de producción de energía eléctrica. Estos dispositivos se basan en el aprovechamiento de los fenómenos de la inducción electromagnética.
Según la ley de Faraday (ver t40), la fuerza electromotriz alterna inducida en la espira será:
siendo B la densidad del campo magnético, A el área de la espira, w la velocidad angular de giro y a el ángulo formado por el campo magnético y el vector representativo del área (normal a la superficie).
El signo (-) de la formula indica que la fueza eletromotriz incluida surge para oponerse al cambio en el flujo magnético que se produce en la espira.
Esquema básico de producción de energía eléctrica a partir de energía mecánica, que se basa en el uso de una espira susceptible de giro en sentido transversal a la dirección de un campo magnético uniforme.
Alternadores
Los dispositivos generadores de corrientes eléctricas alternas se llaman alternadores. Un alternador consta básicamente de dos elementos: el rotor, que provoca el giro del conjunto, y el estator, que rodea al anterior y rota alrededor de su eje.
Motores de corriente alterna
Los generadores de corriente alterna o alternadores pueden utilizarse también como motores para generar energía mecánica a partir de la eléctrica. Para ello basta con conectar las escobillas de un alternador con otro generador de alterna, con el fin de inducir una reorientación y un giro indefinido de la espira del segundo alternador mientras exista aporte de corriente.
Al conectar entre sí dos alternadores y activar mecánicamente el primero, éste se convierte en un motor que induce un giro indefinido de la espira del segundo.
Generadores de corriente continua
Corriente continua, con f.e.m. constante en el tiempo.
En la industria se emplean dos tipos básicos de corriente continua: las pilas y las baterías, que transforman energía química en eléctrica, y las dinamos, que convierten en eléctrica la energía mecánica del movimiento.
Alternadores industriales
Los grandes alternadores usados en la industria emplean como fuente de energía mecánica saltos de agua (centrales hidroeléctricas) o la expansión del vapor de agua al ser sometido a temperaturas elevadas en centrales térmicas (por combustión de carbón) o nucleares (por fisión nuclear).
Frecuencias de la corriente alterna
En Europa se emplean corrientes eléctricas generadas por alternadores para uso doméstico e industrial con una frecuencia de 50 ciclos por segundo o Hz (el rotor gira a 50 revoluciones por segundo, o 3.000 rpm). En América, la frecuencia de los alternadores es de 60 ciclos por segundo (3.600 rpm de giro del motor).