Campos magnéticos e inducción de corrientes

Sin importar el tipo o el tamaño de generador eléctrico que se emplee, todos operan bajo el mismo principio que dicta la ley de Faraday: ante el movimiento de un campo magnético se inducen corrientes eléctricas (en sentido contrario) proporcionales a la intensidad del mismo. Dicho de otra manera, si movemos un imán cerca de un conductor se generará una corriente eléctrica, este fenómeno se ve incrementado si el conductor se encuentra embobinado.

El efecto contrario también es cierto, cuando pasamos corriente a través de una bobina se genera un campo magnético. Este fenómeno se emplea para el funcionamiento de los relevadores, aunque finalmente este es otro tema que no abordaremos de momentos.

Imanes, bobinas y hágase la luz

Un imán permanente posee lo que se llama campo magnético el cual sale de un polo del imán y llega al otro creando ondas alrededor del imán. Al acercar un imán a una bobina estas líneas comienzan a incrementar (el flujo magnético) y es cuando comienza a inducirse una corriente.

La corriente inducida lleva una dirección contraria a la dirección del campo magnético, se puede seguir la “regla de la mano derecha” para encontrar su dirección.

Las dos partes básicas de un generador son un imán y la bobina:

Conforme el imán comienza a moverse el flujo magnético llegará un punto en el que el flujo magnético se vuelve cero:

Finalmente al cambiar de posición el flujo magnético vuelve a atravesar la bobina y se genera nuevamente una corriente (nótese el cambio en el sentido de la corriente).

Finalmente la salida es una corriente alterna con una frecuencia idéntica al giro del imán. Es importante señalar que si la bobina se mueve mientras el imán se mantiene estático se mantiene también este fenómeno.

Generadores trifásicos

El principio señalado anteriormente genera una corriente alterna de baja intensidad, existen diversos mecanismos con los cuales esto se puede mejorar: empleando imanes más grandes, incrementando la inductancia del embobinado, o empleando varias bobinas en el sistema.

Dentro de la última categoría destacan los llamados sistemas trifásicos, los cuales poseen tres bobinas, cada una de ellas genera una corriente alterna con un desfasamiento de 120° (idealmente). Esta corriente generada resulta más eficiente y ofrece mayores beneficios al momento de su transmisión y eficiencia.

¿Qué es una planta eléctrica?

Se conoce como planta de luz, luzplantas, o planta eléctrica, a la instalación diseñada para suministrar electricidad en un lugar. Las plantas eléctricas pueden ser tan pequeñas como un sencillo generador de gasolina para dar electricidad a una casa, o tan grandes como una planta hidroeléctrica diseñada para suministrar energía a toda una ciudad.

Las plantas eléctricas comenzaron a desarrollarse a principios del siglo XX al mismo tiempo que se comenzó a emplear la electricidad. En primera instancia se alimentaron fábricas e industrias, y posteriormente gracias se logró llevar la electricidad a los hogares.

La electricidad juega un papel crucial hoy en día, desde los sencillos focos y lámparas que permiten iluminar nuestros hogares así como las calles; pasando por tecnologías que nos facilitan la vida como el radio, la televisión, las lavadoras, y otros electrodomésticos; hasta aplicaciones tecnológicas que usamos todos los días como computadoras, celulares, tablets y demás gadgets.

También tiene una gran importancia a nivel industrial, en donde permite el uso de complejas maquinarias que administran, automatizan y finalmente mantienen funcionando todo tipo de industrias.

Difícilmente podemos imaginar hoy en día una sociedad sin electricidad, sin embargo, esta “comodidad” de la que disfrutamos todos los días no se hubiera logrado de no ser por los estudios y experimentos de una larga lista de científicos e investigadores.

Aún así, uno de los principales retos en el mundo es poder garantizar el suministro eléctrico en todas las comunidades, reto que a pesar de más de un siglo de desarrollo no se ha podido alcanzar (existen millones de hogares que hoy en día no cuentan con electricidad).

Además, comienza a surgir el nuevo reto de buscar nuevas fuentes de electricidad que sean sustentables a largo plazo.

Fuentes de Energía

Se conoce como fuente de energía a toda maquinaria la cual nos permite obtener energía (usualmente eléctrica) a partir de otro recurso. Por ejemplo, las plantas hidroeléctricas son aquellas que nos permiten obtener electricidad a partir del movimiento del agua, o las plantas geotérmicas son aquellas que toman el calor de la tierra y la transforman en energía eléctrica.

Durante muchos años la principal fuente de energía han sido los llamados combustibles fósiles, es decir, el petróleo y todos sus derivados: diésel, gasolina, parfinas, entre muchos otros productos que se pueden obtener.

El petróleo es la fuente energética más útil para nosotros debido a su fácil conversión y a la abundancia de este producto en la naturaleza, sin embargo, el uso extensivo del petróleo ha ido reduciendo las reservas mundiales y es por ello que hoy en día se habla de las energías alternas, las cuales no son sino fuentes distintas de las cuales se puede obtener energía.

Las principales fuentes de energía alterna existentes son:

Fuentes solares. Aquellas que convierten la luz del sol en electricidad. Esto se logra a través de un complejo fenómeno fotoconductivo. La ventaja de este sistema es que se trata de una fuente inagotable (casi) de energía, sin embargo es muy costosa y ocupa mucho espacio.

Fuentes eólicas. Aquellas que transforman el movimiento del aire en electricidad a través de una turbina. Nuevamente se trata de una fuente casi inagotable, sin embargo, su disponibilidad es muy limitada dependiendo del año y de la región.

Fuentes nucleares. Aquellas que emplean recursos radioactivos para obtener grandes cantidades de energía. Es quizá el recurso que más energía puede producir, sin embargo, conlleva un riesgo de seguridad considerable y las medidas de seguridad pasan a ser un costo importante en su implementación.

Fuentes de biomasa. Se emplean otros tipos de combustibles (vegetales) para generar energía. Este sistema es eficiente, pero es altamente criticado debido a que se emplea tierra fértil para generar combustible, y se cuestiona si esta tierra no debiera ser empleada para cosechar alimentos y auxiliar al problema del hambre en el mundo.