Producción de electricidad en EE.UU.
Este artículo trata sobre la generación de energía electromagnética. Para generadores electrostáticos como la máquina de Van de Graaff, véase Generador electrostático. Para dispositivos que convierten fotones en electricidad, véase Panel fotovoltaico.
En la generación de electricidad, un generador[1] es un dispositivo que convierte energía motriz (energía mecánica) o energía basada en combustible (energía química) en energía eléctrica para su uso en un circuito externo. Las fuentes de energía mecánica incluyen turbinas de vapor, turbinas de gas, turbinas de agua, motores de combustión interna, turbinas eólicas e incluso manivelas. El primer generador electromagnético, el disco de Faraday, fue inventado en 1831 por el científico británico Michael Faraday. Los generadores proporcionan casi toda la energía de las redes eléctricas.
La conversión inversa de energía eléctrica en energía mecánica la realiza un motor eléctrico, y motores y generadores tienen muchas similitudes. Muchos motores pueden accionarse mecánicamente para generar electricidad; con frecuencia son generadores manuales aceptables.
Generador electrostático
Los generadores son aparatos útiles que suministran energía eléctrica durante un apagón y evitan la interrupción de las actividades diarias o la interrupción de las operaciones comerciales. Los generadores están disponibles en diferentes configuraciones eléctricas y físicas para su uso en diferentes aplicaciones. En las siguientes secciones, veremos cómo funciona un generador, los componentes principales de un generador y cómo funciona un generador como fuente secundaria de energía eléctrica en aplicaciones residenciales e industriales.
Es importante entender que un generador no “crea” energía eléctrica. En su lugar, utiliza la energía mecánica que se le suministra para forzar el movimiento de las cargas eléctricas presentes en el cable de sus bobinados a través de un circuito eléctrico externo. Este flujo de cargas eléctricas constituye la corriente eléctrica de salida suministrada por el generador. Este mecanismo puede entenderse considerando el generador como una bomba de agua, que provoca el flujo de agua pero no “crea” realmente el agua que fluye a través de ella.
Funcionamiento del generador
En cuanto al funcionamiento de este generador, el Cuerpo de Ingenieros lo explica así: “Una turbina hidráulica convierte la energía del agua en energía mecánica. Un generador hidroeléctrico convierte esta energía mecánica en electricidad. El funcionamiento de un generador se basa en los principios descubiertos por Faraday. Éste descubrió que cuando un imán se mueve junto a un conductor, hace que fluya la electricidad. En un gran generador, los electroimanes se fabrican haciendo circular corriente continua a través de bucles de alambre enrollados alrededor de pilas de láminas de acero magnético. Se denominan polos de campo y están montados en el perímetro del rotor. El rotor está unido al eje de la turbina y gira a una velocidad fija. Cuando el rotor gira, hace que los polos de campo (los electroimanes) pasen por delante de los conductores montados en el estator. Esto, a su vez, hace que fluya la electricidad y se genere una tensión en los terminales de salida del generador”.
Producción mundial de electricidad
En el mundo moderno, la electricidad es una parte esencial de la vida cotidiana. De hecho, probablemente sea imposible contar todas las formas en que utilizamos la electricidad. Desde el momento en que nos levantamos, utilizamos la electricidad para tostar el pan, escuchar la radio o refrigerar nuestro zumo de naranja. La electricidad alimenta las luces de las aulas y oficinas donde trabajamos. La ropa que vestimos, incluso los coches que conducimos, están fabricados por máquinas que utilizan electricidad.
Para ver de dónde viene la electricidad sólo tenemos que mirar dentro de un cable de aluminio. El problema es que lo que buscamos es demasiado pequeño para verlo. Pero si pudiéramos mirar más allá de la cubierta protectora, más allá de la superficie brillante del alambre de aluminio, veríamos que el alambre está formado por partículas diminutas. Son átomos, los componentes básicos de los que está hecho todo el universo.
Si pudieras observar un átomo de cerca, verías que el propio átomo está formado por partículas aún más pequeñas. Algunas de estas partículas se llaman electrones. Normalmente, los electrones giran alrededor del centro o núcleo del átomo. Sin embargo, a veces los electrones salen de la órbita exterior del átomo. Estos electrones se convierten en electrones “libres”.