¿Cómo se diferencia el funcionamiento de una dinamo y un alternador?

 

Tanto la dinamo como el alternador son máquinas eléctricas que comparten el mismo principio físico: la inducción electromagnética basada en la ley de Faraday, mediante la cual convierten energía mecánica en energía eléctrica. Sin embargo, se diferencian fundamentalmente en el tipo de corriente que entregan y en los mecanismos mecánicos que utilizan para ello.

Las principales diferencias en su funcionamiento son:

1. Tipo de corriente eléctrica producida

• Dinamo: Produce corriente continua (CC). Aunque la corriente inducida inicialmente en las bobinas es alterna, se rectifica mecánicamente antes de salir al circuito externo.
• Alternador: Produce corriente alterna (CA). La polaridad de la tensión cambia cada medio giro de la máquina, y esta oscilación se entrega directamente al receptor.

2. Mecanismo de salida (Colectores vs. Anillos)

La diferencia constructiva clave radica en cómo se extrae la corriente de la parte giratoria:

• En la dinamo: Se utiliza un conmutador o colector de delgas, que consiste en anillos partidos. Este actúa como un interruptor rotativo que invierte la conexión de las bobinas cada 180°, logrando que la corriente en el circuito externo fluya siempre en el mismo sentido, aunque sea de forma pulsante.
• En el alternador: Se utilizan anillos rozantes completos (sin cortar). Esto permite que la alternancia natural de la polaridad generada por el movimiento relativo entre el campo magnético y el conductor se mantenga en la salida.

3. Disposición interna de sus componentes

• Dinamo: Generalmente, el campo magnético es estacionario (estator) y las bobinas donde se induce la corriente son las que giran (rotor o inducido).
• Alternador: En las máquinas modernas de potencia, se prefiere que el campo magnético sea el que gire (rotor) mientras que las bobinas inducidas permanezcan fijas (estator). Esta disposición es más eficiente porque permite manejar voltajes muy altos sin riesgo de arcos eléctricos en las escobillas y facilita la evacuación del calor.

4. Aplicaciones y Eficiencia

• Las dinamos han caído en desuso para la generación de grandes potencias debido a la complejidad y tamaño del conmutador requerido.
• Los alternadores (también llamados generadores sincrónicos) dominan la producción de energía actual porque la corriente alterna que generan puede transformarse fácilmente a voltajes muy altos, permitiendo su transporte a largas distancias con bajas pérdidas.
• Como dato curioso, la "dinamo" tradicional de una bicicleta es técnicamente un alternador, ya que produce corriente alterna para alimentar las luces

Equivalentes de Thevenin y Norton. Electrónica desde cero.

 Equivalentes de Thevenin y Norton. Electrónica desde cero.

 

Para calcular los equivalentes de Thévenin y Norton, se sigue un proceso de simplificación que permite reducir cualquier red lineal de dos terminales a un circuito más sencillo compuesto por una única fuente y una resistencia.

 

 

Cálculo del Equivalente de Thévenin.

 

El equivalente de Thévenin consta de una fuente de tensión ($V_{Th}$) en serie con una resistencia ($R_{Th}$). Los pasos para su cálculo son:

1. Preparación del circuito: Se identifica la parte del circuito que se desea simplificar (Red A) y se desconecta la carga o resistencia de carga ($R_L$) conectada entre los terminales A y B.
2. Cálculo de la Tensión de Thévenin ($V_{Th}$): Se calcula el voltaje de circuito abierto ($V_{oc}$) entre los terminales A y B. Para esto se pueden emplear técnicas como análisis de nodos, mallas o divisores de tensión.
3. Cálculo de la Resistencia de Thévenin ($R_{Th}$): Existen dos casos principales dependiendo de los componentes del circuito:
   • Caso 1 (Sin fuentes dependientes): Se anulan todas las fuentes independientes (las fuentes de tensión se reemplazan por cortocircuitos y las de corriente por circuitos abiertos). Luego, se calcula la resistencia equivalente vista desde los terminales A y B.
   • Caso 2 (Con fuentes dependientes): Se anulan las fuentes independientes pero se mantienen las dependientes. Se aplica una fuente de prueba ($V_o$ o $I_o$) entre los terminales A y B y se calcula la relación $R_{Th}=V_o/I_o$.
   • Método alternativo: También se puede calcular como $R_{Th}=V_{oc}/I_{sc}$, donde $I_{sc}$ es la corriente de cortocircuito.

 

Cálculo del Equivalente de Norton

El equivalente de Norton consiste en una fuente de corriente ideal ($I_N$) en paralelo con una resistencia ($R_N$).

1. Cálculo de la Corriente de Norton ($I_N$): Se coloca un cortocircuito (un cable sin resistencia) entre los terminales A y B y se calcula la corriente ($I_{sc}$) que fluye a través de él.
2. Cálculo de la Resistencia de Norton ($R_N$): Es idéntica a la resistencia de Thévenin ($R_N=R_{Th}$) y se calcula siguiendo los mismos procedimientos mencionados anteriormente.

Relación entre ambos equivalentes

Si ya se dispone de uno de los dos equivalentes, es posible obtener el otro mediante la transformación de fuentes, basada en la Ley de Ohm:

• $V_{Th}=I_N\cdot R_N$.
• $I_N=V_{Th}/R_{Th}$.
• $R_{Th}=R_N$.