GENERATORE ELETTRICO: ALTERNATORE (DINAMO)

Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica permette di generare una corrente indotta utilizzando un campo magnetico. Gli studi di Faraday vennero subito utilizzati per la costruzione di generatori di corrente. Prima la corrente si poteva produrre solo con la "scomoda" pila di Volta. Il primo prototipo di generatore è quello a disco di Faraday.


Generatore di Faraday: un disco ruota in un campo magnetico ed su di esso si genera una corrente radiale
In generale l'alternatore o generatore di corrente alternata trasforma l'energia meccanica rotazionale in energia elettrica sfruttando il fenomeno di induzione elettromagnetica. Una o più spire ruotano con velocità angolare costante in un campo magnetico uniforme. Si crea una variazione periodica del flusso concatenato con le spire che genera una corrente alternata. Per permettere la rotazione della spira bisogna usare dei contatti striscianti.  La corrente inverte il verso ogni mezzo giro delle spire perchè cambia il segno del flusso concatenato.  La corrente è massima quando le spire sono parallele alle linee del campo ed è nulla quando le spire sono perpendicolari alle linee del campo.

applet scarica java qui

Se la spira gira con velocità angolare 𝛚 in un campo magnetico B (vedi figura) l'angolo formato dalla normale alla spira con il campo magnetico è 𝛼=𝛚t e il flusso concatenato con la spira al tempo t è dato da: 𝚽(B)=A∙B∙cos(𝛚t). Allora la f.e.m. indotta è data dalla derivata del flusso :

𝜀(t)=-AB𝛚sen(𝛚t)

Il simbolo dell'alternatore o generatore di corrente alternata è:

𝜀(t)=-AB𝛚sen(𝛚t)

Dunque se la corrente è massima quando la spira è parallela alle linee del campo B (𝛼=𝛑/2- flusso nullo ) ed è nulla quando la spira è perpendicolare alle linee di B (𝛼=0, flusso massimo).In questo caso la variazione di flusso è data dalla variazione dell'area concatenata come mostrato dell'animazione sotto:

disputa tra Tesla ed Edison tra corrente alternata e corrente continua