Por Chris Deziel, actualizado el 24 de marzo de 2022
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Una batería convierte la energía química en electricidad y una célula solar capta los rayos del sol, pero convertir el movimiento mecánico en energía requiere un generador de inducción. Estas máquinas pueden variar desde una linterna de mano hasta plantas de energía a escala urbana, y todas funcionan según el mismo principio descubierto por el físico del siglo XIX Michael Faraday:la inducción electromagnética. Hoy en día, los generadores de inducción funcionan con diversos combustibles y suministran electricidad a millones de personas en todo el mundo.
El experimento histórico de Faraday en 1831 implicó enrollar una bobina conductora alrededor de un núcleo y medir la corriente a medida que un imán se movía a través del bucle. La corriente inducida desapareció cuando el imán se detuvo y se invirtió cuando cambió la dirección del imán. A partir de esto, Faraday formalizó la Ley de Inducción Electromagnética, ahora llamada Ley de Faraday, que vincula la magnitud del voltaje inducido con la tasa de cambio del flujo magnético. Los prácticos generadores ajustan las vueltas de las bobinas, la fuerza del imán y las propiedades del cable para optimizar la producción.
Ya sea dentro de una unidad de respaldo doméstica, el alternador de un automóvil o una central nuclear, los generadores de inducción comparten características principales:un rotor giratorio y un estator estacionario. Normalmente, el estator contiene potentes imanes permanentes, mientras que el rotor lleva los devanados conductores (o viceversa). A medida que el rotor gira, el campo magnético se alterna dentro de los devanados, creando una corriente alterna (CA). La frecuencia de esta CA (cuántas veces se invierte la corriente cada segundo) es un parámetro clave para la compatibilidad con la red.
La mayoría de los generadores grandes acoplan el rotor a una turbina. En las plantas impulsadas por vapor, el agua se calienta (quemando carbón, gas natural, biomasa o fisión nuclear) para crear vapor que hace girar la turbina. Las plantas geotérmicas aprovechan el calor de las profundidades de la tierra, mientras que las instalaciones hidroeléctricas aprovechan el flujo de agua. El primer generador hidroeléctrico, diseñado por Nikola Tesla y construido por George Westinghouse, permanece en las Cataratas del Niágara y produce alrededor de 4,9 GW de energía, suficiente para abastecer a 3,8 millones de hogares.
Construir un generador básico es sorprendentemente sencillo. Un diseño común utiliza una bobina estacionaria y un imán giratorio. Envuelva un alambre de cobre aislado alrededor de un clavo o una varilla de acero y coloque un imán de herradura alrededor de la bobina. Asegure el imán en un eje que encaje perfectamente en un taladro; Al girar el eje, el imán gira en relación con la bobina, lo que induce un voltaje que puede encender una pequeña bombilla.
Con un poco de creatividad, puedes aprovechar la energía mecánica cotidiana (como una manivela o un pedal de bicicleta) para generar electricidad útil.
