Cómo Funciona un Dinamo.

Aunque el nombre dinamo se asoció originalmente con todo tipo de generadores eléctricos, actualmente solo se usa para describir mecanismos capaces de producir corriente continua. Tambien para dispositivos pequeños que se utilizan para generar la energía que enciende las luces de las bicicletas. Aquí queremos descubrir cómo funciona un dinamo, y las diferentes aplicaciones que ha tenido esta tecnología.

Un dinamo es básicamente un dispositivo capaz de convertir la rotación mecánica en corriente eléctrica a través de la ley de Faraday. Michael Faraday fue el primero en inventar el generador de corriente continua en 1831. Esto ocurrió mientras giraba un disco de cobre dentro del campo magnético producido por un imán permanente.

Más tarde, Faraday descubrió que, al girar una bobina dentro de un campo magnético similar, el voltaje de la corriente eléctrica producida por la dinamo aumenta de acuerdo con el número de vueltas de cable dentro de la bobina, lo que aumenta la potencia de salida del dispositivo. Desde entonces, el diseño de generadores eléctricos no ha cambiado demasiado.

Dinamo de Buje para Bicicleta. Cómo Funciona un Dinamo.
Dinamo de Buje para Bicicleta. Cómo Funciona un Dinamo.
Índice De Contenidos

    Cómo Funciona un Dinamo.

    Hay dos componentes principales para un dinamo, la armadura y la bobina de campo. La bobina de campo proporciona un campo magnético por el que pasan los devanados del inducido. La bobina de campo se enrolla alrededor de la zapata para poste. Y la zapata para poste tiene un campo residual muy pequeño desde la última vez que se ejecutó.

    Cuando comienza a girar la armadura, los devanados pasan a través de las líneas residuales de flujo magnético.

    Pasar un cable a través de un campo magnético genera un voltaje en el cable. Este voltaje es proporcional a la velocidad a la que corta el campo y la fuerza de ese campo. Si hay muchas vueltas como en una bobina de armadura, entonces cada uno de los cables que cortan el campo genera un voltaje que tiene un efecto acumulativo.

    Las bobinas en la armadura están conectadas al conmutador, de modo que el voltaje generado en las bobinas de la armadura al rotarlo en el campo magnético está presente a través del conmutador. Para hacer uso de este voltaje que se ha producido, necesitamos conectarnos al conmutador. Esto se hace usando escobillas de carbón, que tocan la superficie del conmutador, y cuando la armadura gira, las escobillas desconectan el voltaje de salida.

    Esta salida se conecta a través de la bobina de campo, a través de un regulador de voltaje. Si el voltaje es menor que el voltaje de control, los contactos del regulador de voltaje permanecen cerrados. Estos permiten que la corriente fluya desde el cepillo positivo a través de la bobina de campo y de regreso al cepillo negativo, completando el circuito.

    Corriente en la bobina de campo.

    Ahora algo de corriente, aunque pequeña, está pasando a través de la bobina de campo. A medida que la corriente fluye a través de un cable, genera un campo magnético alrededor del cable. Y si ese cable se enrolla en una bobina, es decir, la bobina de campo, entonces ese campo magnético se concentra. Y la intensidad de campo es proporcional al número de sintonizaciones y la cantidad de corriente que pasa a través de él.

    Entonces, una pequeña corriente ahora pasa a través de la bobina de campo que genera un campo magnético en sí mismo debido a la corriente que fluye a través de ella. Esto hace que el campo magnético sea más fuerte de lo que era inicialmente cuando el sistema dependía del campo residual en la zapata.

    Ahora que el campo magnético es más fuerte cuando las bobinas de la armadura pasan a través de las líneas de flujo, generan más voltaje. La resistencia del circuito es la misma, pero el voltaje detrás de él ahora es mayor, por lo que la corriente que fluye a través de él es mayor y esta corriente mayor atraviesa la bobina de campo, lo que hace que el campo sea aún más fuerte y genera más voltaje.

    Este proceso continúa hasta que el voltaje es lo suficientemente alto como para hacer que el regulador de voltaje abra los contactos, esto rompe el circuito y hace que la corriente deje de fluir a través de la bobina de campo. Aunque la armadura todavía gira, ahora solo genera lo que puede del campo residual de la zapata, pero debido a que los contactos en el regulador de voltaje están abiertos, no fluye corriente.

    El campo magnético establecido por la bobina de campo cuando la corriente fluía a través de ella ahora colapsa y causa un pico de alto voltaje inverso a través de los contactos del regulador de voltaje, esta energía es absorbida por un condensador, a través de los contactos, si el condensador no estuviera allí, entonces estos picos dañarían los contactos. Todo este proceso ocurre a unos 10 kHz.

    Dinamos de 3 cepillos.

    En las dinamos de 3 cepillos no usan reguladores de voltaje porque fueron diseñados antes de su desarrollo. Es el 3er cepillo que controla la salida, tocando un voltaje en algún lugar a lo largo del conmutador, y usando este toque para suministrar la corriente a la bobina de campo.

    Al mover el tercer cepillo hacia y lejos de uno de los cepillos principales, a través de la cara del conmutador, se puede controlar la salida de la dinamo. Esto a menudo se usa junto con una resistencia de carga operada desde un interruptor en el tablero de instrumentos, y a menudo requerirá un ajuste para las condiciones estacionales.

    Algunas unidades más sofisticadas que tienden a ser anteriores tienen un devanado compuesto en la bobina de campo que se opone a las bobinas de campo principales. Esto probablemente se hizo porque había que pensar en formas más ingeniosas para controlar la salida.

    Los terminales de salida de la dinamo están conectados a los lados positivo y negativo de la batería, por lo que cuando la dinamo genera un voltaje más alto que el de la corriente de la batería fluye hacia la batería que lo carga, cuando el voltaje generado por la dinamo alcanza un voltaje más alto que el voltaje de control establecido por el regulador de voltaje, el regulador de voltaje abre sus contactos cortando el flujo de corriente a la batería y evita que se cargue.

    Otros Datos Importantes.

    Hay dos cosas que afectan la potencia máxima que puede generar cualquier dinamo.

    Qué tan rápido está girando (la salida es proporcional a la velocidad de corte del campo magnético) y esto dependerá de la velocidad del motor.

    La fuerza del campo magnético y esto depende de la cantidad de corriente que fluye en la bobina de campo.

    Para evitar que una batería se sobrecargue, es necesario regular la salida del dínamo. Esto es hecho, no sorprendentemente, por el regulador (a veces llamado controlador o caja de control) que cambia la corriente de la bobina de campo según sea necesario. La conexión a tierra del dinamo se realiza a través de su carcasa, soporte y chasis del vehículo.

    Terminología.

    Algunas personas pueden no estar seguras del significado de varios términos utilizados, por lo tanto:

    Voltios: La unidad de "presión eléctrica” análoga a la presión del agua.

    Amperios: La unidad de "flujo eléctrico" análoga al flujo de agua.

    Potencia = voltios x amperios y se mide en vatios (1,000 vatios = 1kW, 746 vatios = 1 caballo de fuerza). La potencia siempre es potencia. No importa si se mide en vatios, caballos de fuerza, unidades térmicas británicas por hora (BTU para una caldera), ya que cada uno tiene una relación fija con los demás.

    Interruptor abierto: a diferencia de abrir un grifo para permitir que fluya el agua, un interruptor abierto detiene el flujo eléctrico. Esto es equivalente a apagar algo.

    Interruptor cerrado: opuesto al interruptor abierto. Permite que la electricidad fluya, equivalente a encender algo.

    Para Cerrar.

    Antes de cerrar, te invitamos a leer sobre Cómo Funciona Una Batería de Coche.

    Los dínamos producen energía medida como una combinación de voltaje y corriente (vatios). Al cargar una batería, el voltaje del dínamo debe estar por encima del de la batería para que fluya una corriente, así como el agua solo fluirá desde una presión más alta (que podría ser altura) a una menor. Esto es básico, pero muy importante tenerlo en cuenta a la hora de estudiar un sistema con dinamo.

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