Un negozio della
Cina
Orientale che vende piccoli generatori
Un
generatore elettrico
e un
dispositivo
che genera
energia elettrica
convertendo
energia
di altro tipo. Un generatore elettrico e sede delle interazioni tra fenomeni elettrici e fenomeni di altra natura, come ad esempio la batteria di accumulatori delle autovetture trasforma energia chimica in energia elettrica.
Nella
teoria dei circuiti
un generatore elettrico e un
elemento
che eroga una certa
tensione
o
corrente
, si parla quindi di
generatore di tensione
o
generatore di corrente
.
Esso si suddivide in due tipi:
- Il
generatore di tensione
produce una
tensione elettrica
definita e costante (o comunque con andamento prefissato in funzione del tempo). Il variare del carico applicato comporta una variazione della corrente uscente dal generatore secondo quanto previsto dalla
legge di Ohm
.
- Il
generatore di corrente
produce una
corrente elettrica
definita, e al variare del carico varia la tensione in uscita dal generatore in modo che, per effetto della legge di Ohm la corrente si mantenga al valore corretto.
I generatori ideali si definiscono tali perche hanno resistenza interna nulla. I generatori ideali, ovviamente, non sono implementabili realmente: sarebbero infatti in grado di erogare una potenza arbitrariamente grande (se necessario infinita, ad esempio in cortocircuito). Infatti, dato un generatore ideale di tensione, essendo la corrente non vincolata, la potenza erogata ai suoi morsetti puo assumere qualsiasi valore tra piu e meno infinito (stesso dicasi per i generatori ideali di corrente). Un generatore ideale e quindi in grado di erogare o assorbire una potenza arbitraria, il che e fisicamente impossibile.
Malgrado questo fatto, i generatori ideali sono essenziali nello studio delle reti elettriche, infatti:
- qualsiasi generatore reale si comporta approssimativamente come un generatore ideale se la potenza che sta erogando e piccola rispetto alla potenza massima che e in grado di erogare.
- qualsiasi generatore reale puo essere rappresentato dalla combinazione di un generatore ideale con una impedenza.
In particolare, dal secondo punto deriva la necessita di "adattare il carico" al generatore (cfr.
Bipolo
)
Modello di un generatore reale di tensione
Modello di un generatore reale di corrente
Un generatore reale di
tensione elettrica
puo essere rappresentato come un generatore ideale di tensione con esplicitata in serie un'
impedenza
interna, mentre il generatore reale di corrente puo essere rappresentato come un generatore ideale di corrente con in parallelo un'impedenza.
I generatori ideali pero a differenza dei reali, sarebbero in grado di erogare una potenza arbitrariamente grande, infinita nel caso di un cortocircuito. Infatti, dato un generatore ideale di tensione, essendo la corrente non vincolata, la potenza erogata ai suoi morsetti puo assumere qualsiasi valore tra piu e meno infinito (stesso dicasi per i generatori ideali di corrente). Nonostante sia fisicamente impossibile, questo comportamento e approssimato dai generatori reali se la potenza che stanno erogando e
piccola
. Nei generatori reali esiste un valore limite di tensione oltre il quale la corrente crolla a zero.
Si basano sulla induzione elettromagnetica di
corrente elettrica
in un circuito per effetto della
legge di Faraday
e sono i piu importanti in termini di
produzione di energia elettrica
, nella categoria si ha
dinamo
, per la produzione di
corrente continua
, e l'
alternatore
, in grado di generare
corrente alternata
.
Sono stati comunque provati eventi di generazione elettrica a partire dal moto di un conduttore elettrico in un campo magnetico in condizioni del tutto peculiari, tra questi si ricorda l'esperimento del "sistema di satelliti al guinzaglio", o
Tethered Satellite System
.
Quando l'elettricita e prodotta da una reazione di
ossidoriduzione
si ha un generatore elettrochimico e I piu comuni sono le
pile
e la
cella a combustibile
. le prime funzionano con soluzioni saline mentre le seconde con idrogeno ed ossigeno
Nelle altre tecnologie in genere la potenza prodotta e inferiore e il costo dell'energia prodotta da sistemi diversi e superiore a quello ottenibile da generatori elettrodinamici, per questo motivo le applicazioni di altri tipi di tecnologie sono limitate ad alcuni settori di nicchia.
Particolare del generatore termoelettrico a radioisotopi della
Missione spaziale Cassini-Huygens
La generazione nel
generatore termoelettrico a radioisotopi
e basata su decadimenti di un
Isotopo
radioattivo questo produce emissione di particelle e calore. La produzione di elettricita puo essere ottenuta direttamente dallo spostamento delle particelle elettricamente cariche, oppure indirettamente a partire dal calore prodotto dai decadimenti.
La produzione di elettricita e ottenuta a partire da una differenza di
temperatura
tra due superfici per
effetto Seebeck
, il sistema puo sfruttare, sia pure con rendimenti modesti, qualunque dislivello termico.
Il pannello fotovoltaico e in grado di convertire direttamente la
radiazione luminosa
in energia elettrica ed e conveniente in zone con ottimo irraggiamento solare, sfruttando l'
effetto fotoelettrico
.
I generatori a
piezoelettricita
sfruttano la proprieta di particolari cristalli (tormaline) di produrre una
differenza di potenziale
se sottoposti a compressione. Il fenomeno e sfruttato in alcuni tipi di accendigas da cucina da molti decenni, ma recentemente i primi pulsanti di pressione per lanciare un comando funzionanti senza bisogono di una pila all'interno, applicati in interruttori di casa.
I generatori a
piroelettricita
sfruttano la proprieta di taluni cristalli (tormaline) di generare una
differenza di potenziale
sulle due facce opposte, se sottoposti a un aumento di temperatura.
- generatore
, su
Treccani.it ? Enciclopedie on line
,
Istituto dell'Enciclopedia Italiana
.
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- (
EN
) Gordon R. Slemon,
electric generator
, su
Enciclopedia Britannica
, Encyclopædia Britannica, Inc.
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- (
EN
)
generator
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Enciclopedia Britannica
, Encyclopædia Britannica, Inc.
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- Generatore elettrico
, in
Treccani.it ? Enciclopedie on line
, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.