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  • Cómo convertir energía mecánica en energía eléctrica

    Una batería convierte energía química en electricidad y una célula solar produce electricidad a partir de la energía del sol, pero si desea producir electricidad a partir de energía mecánica, necesita un generador de inducción. Estos generadores pueden ser lo suficientemente pequeños para alimentar una linterna estilo cigüeñal o lo suficientemente grandes como para energizar ciudades enteras, pero todos funcionan según el principio de la inducción electromagnética, descubierto por Michael Faraday, el físico e inventor inglés del siglo XIX. Hoy en día, los generadores de inducción que funcionan con una variedad de combustibles suministran electricidad a la mayoría de la población mundial.

    Cómo funciona la inducción

    El experimento de inducción de Faraday es probablemente uno de los más importantes en física, y fue una relativamente simple. Enrolló una longitud de cable conductor alrededor de un núcleo circular y conectó el cable a un medidor. Descubrió que mover un imán a través del centro del círculo hacía que la corriente fluyera en el cable. La corriente se detuvo cuando dejó de mover el imán, y fluyó en la dirección opuesta cuando invirtió la dirección del imán. Más tarde formuló la ley de inducción electromagnética, ahora conocida como Ley de Faraday, que relacionaba la intensidad de la corriente con la magnitud del cambio del campo magnético, también conocido como flujo magnético. La fuerza del imán, el número de bobinas alrededor del núcleo y las características del cable conductor influyen en los cálculos para los generadores del mundo real.

    Cómo los generadores usan la inducción

    Ya sea que se encuentre dentro de un hogar generador de utilidad, su automóvil o una planta de energía nuclear, los generadores generalmente incorporan las mismas características. Incluyen un rotor con un núcleo hueco que gira alrededor de un estator. El estator es típicamente un poderoso imán, mientras que las bobinas que transportan electricidad están enrolladas alrededor del rotor. En algunos generadores, las bobinas se enrollan alrededor del estator y el rotor se magnetiza. No importa. De cualquier forma, la electricidad fluirá.

    El rotor debe girar para que fluya la electricidad, y ahí es donde entra la entrada de energía mecánica. Los generadores a gran escala aprovechan una variedad de combustibles y procesos naturales para esta energía. Con cada rotación del rotor, el flujo de corriente se detiene, se invierte, se detiene nuevamente y regresa a la dirección de avance. Este tipo de electricidad se denomina corriente alterna, y el número de veces que cambia de dirección en un segundo es una característica importante.

    Tipos de combustible

    El rotor en la mayoría de los generadores está conectado a una turbina , y en muchas plantas generadoras, la turbina está impulsada por vapor. Se necesita energía para calentar el agua para producir este vapor, y esa energía puede ser suministrada por combustibles fósiles, como el carbón y el gas natural, la biomasa o la fisión nuclear. El combustible también puede provenir de fuentes naturales, como la energía geotérmica, el calor natural que emana de las profundidades del suelo. Los generadores hidroeléctricos funcionan con la energía de una cascada. El primer generador hidroeléctrico del mundo, diseñado por Nikola Tesla y construido por George Westinghouse, se encuentra en las Cataratas del Niágara. Genera aproximadamente 4,9 millones de kilovatios de potencia, suficiente para 3,8 millones de hogares.

    Fabricando su propio generador

    Es muy fácil construir un generador. Muchos diseños son posibles, pero uno de los más fáciles consiste en una bobina estacionaria y un imán giratorio. Los cables están enrollados alrededor de un clavo recubierto con una cinta insultante, y el imán puede ser un simple en forma de herradura. Cuando perfora un agujero a través de la base del imán, inserte un eje ajustado y conecte el eje a un taladro, puede generar suficiente electricidad para encender una bombilla simplemente haciendo funcionar el taladro para hacer que el imán gire alrededor de la bobina. br>

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