I generatori elettrici
Generatori a induzione
I generatori elettrici nei quali la corrente viene prodotta dal movimento di un
magnete rispetto a un circuito elettrico sono detti generatori a induzione.
Le due tipologie fondamentali di generatori a induzione sono l’alternatore, che
produce corrente alternata, e la dinamo, che produce corrente continua.
La forza elettromotrice indotta
Quando un conduttore in movimento attraversa le linee di forza di un campo
magnetico, nel conduttore si genera una forza elettromotrice indotta in grado di far
circolare corrente elettrica al suo interno. Se si sostituisce il conduttore lineare con
una spira, cioè un conduttore ad anello composto da due tratti di conduttori a e b
uniti dal lato c, che ruota intorno a un asse, nei due tratti si generano due forze
elettromotrici (f.e.m.) che si sommano tra di loro.
Generatori di corrente alternata se il fascio di spire rotanti in cui viene generata una
corrente è collegato con due anelli A1 e A2 che ruotano insieme con la spira e
restano in contatto costante rispettivamente con le lamelle S1 ed S2, si ha che :
nel primo mezzo giro la corrente esce da A1 passa in S1 e attraverso il circuito arriva
a S2 ;
nel secondo mezzo giro la corrente cambia direzione e pertanto esce da A2, passa in
S2 e attraverso il circuito arriva a S1.
E’ quindi evidente che la corrente indotta assume un andamento simile a un “ va e
vieni” , e per questo motivo prende il nome di corrente alternata. In sostanza, la
corrente alternata non è altro che un flusso di elettroni che ha un andamento
oscillatorio avanti-indietro.
Generatori di corrente continua Se i capi dei conduttori costituenti la spira vengono
collegati con due contatti striscianti separati C1 e C2, come in figura, si ha che:
nel corso del primo mezzo giro, nel quale il lato a della spira scende e b sale, si
genera una corrente che esce dal contatto C1, passa alla lamella S1, percorre il
circuito esterno e arriva al contatto C2;
nel corso del secondo mezzo giro all’interno della spira la corrente inverte la
direzione, pur uscendo dal contatto C2, passa nella lamella S1 e, attraverso il
circuito, arriva a S2.
I generatori costruiti in questo modo erogano, quindi, una corrente elettrica che gira
sempre nello stesso senso, anche se con valore variabile. Con un’opportuna
disposizione delle spire rotanti che costituiscono l’avvolgimento del generatore si
può però ottenere una corrente pulsante di valore quasi costante, cioè una corrente
continua come quella delle pile o degli accumulatori. I generatori di corrente
continua sono chiamati anche dinamo.
Collegamento dei generatori
Il collegamento in serie si ottiene collegando il polo positivo del primo generatore
con il negativo del secondo e così per tutti i successivi. Con il collegamento in serie si
ottiene:
una tensione Vt somma delle singole tensioni;
una corrente I uguale in tutto il circuito;
una potenza P totale somma delle singole potenze.
Il collegamento in serie si ha solo in casi particolari, ad esempio con le lampade per
gli alberi di Natale.
Il collegamento in parallelo si ottiene collegando tra di loro i poli di uguali segno di
ciascun generatore. Ciò permette di avere:
la tensione disponibile V uguale a quella di ciascuna pila;
la corrente I disponibile somma della correnti erogate da ciascuna pila;
la potenza totale P somma delle potenze di ciascuna pila.
In un impianto elettrico gli utilizzatori come le lampade e gli elettrodomestici
vengono sempre collegati fra loro in parallelo, perché in questo modo usufruiscono
tutti della stessa tensione.
