Obre el menú principal
No s'ha de confondre amb Dynamo.

La dinamo va ser el primer generador elèctric capaç de produir potència elèctrica per a la indústria, i és encara el generador de corrent continu més important pel que fa al seu ús durant el segle XXI. La dinamo és una màquina elèctrica que utilitza l'electromagnetisme per convertir la rotació mecànica en electricitat, en forma de corrent continu.[1] Tot i així, cal remarcar que el corrent altern és molt més present als circuits elèctrics de potència que el corrent continu.

HistòriaModifica

Antecedents. El disc de FaradayModifica

 
Disc de Faraday.

Durant 1831 i 1832, Michael Faraday va descobrir que un conductor elèctric movent-se perpendicularment a un camp magnètic generava una diferència de potencial. Aprofitant això, va construir el primer generador electromagnètic, el disc de Faraday, un generador homopolar, emprant un disc de coure que girava entre els extrems d'un imant amb forma de ferradura, generant-se un petit corrent continu.

Dinamo de PixiiModifica

 
Il·lustració de la màquina de Pixii

Hippolyte Pixii, un fabricant d'instruments francès, l'any 1832 va construir la primera dinamo basada en els principis de Michael Faraday. Utilitzava un imant permanent que feia girar una excèntrica. L'imant giratori estava col·locat de manera que els seus pols passaven per una peça de ferro amb un conductor enrotllat al seu voltant. Pixii va trobar que l'imant giratori produïa un corrent oscil·lant al conductor cada vegada que un pol passava pel rotlle. A més, els pols nord i sud de l'imant induïen corrents en direccions oposades. Afegint-hi un commutator, Pixii podia convertir el corrent altern en corrent continu pulsant.

Dinamo de GrammeModifica

 
Generador de Gramme construït per fer proves en laboratori

Aquests dos dissenys patien un problema similar: provocaven "puntes" de corrent i a continuació no produïen cap corrent en absolut. Antonio Pacinotti, un científic italià, ho va solucionar reemplaçant el rotllo de fil per una bobina toroidal, que preparava embolicant un anell de ferro. Això feia que una part del rotllo passés contínuament pels imants, allisant el corrent. Zénobe Gramme va reinventar aquest disseny uns quants anys després en dissenyar les primeres centrals elèctriques comercials, que van operar a París l'any 1870. El seu disseny es coneix ara com la Dinamo de Gramme. Des de llavors se n'han fet diverses versions i millores, però el concepte bàsic d'un bucle de fil sense fi que gira, roman al cor de totes les dinamos modernes.

Desenvolupament del Generador UnipolarModifica

Molt després que el disc original de Faraday s'havia abandonat com a generador pràctic, es va desenvolupar una versió modificada que combina l'imant i el disc en una única peça giratòria (el rotor). De vegades el nom generador homopolar està reservat per a aquesta configuració. Una de les primeres patents sobre el tipus general de generadors homopolars va ser aconseguida per A. F. Delafield[2]

Altres patents inicials per a generadors homopolars van ser adjudicats a S. Z. De Ferranti i C. Batchelor per separat. Nikola Tesla estava interessat en el disc Faraday i va realitzar treballs amb generadors homopolars[3]


La dinamo en l'automòbilModifica

Un dels usos més comuns que se li va donar a la dinamo va ser el de generador d'energia elèctrica per a l'automòbil. A mesura que, des de principis del segle XX, els automòbils s'anaven fent més complexos, es va demostrar que els sistemes de generació d'energia elèctrica amb els quals es comptava (principalment magnetos), no eren prou potents per a les necessitats del vehicle. Encara que es tractava d'un element que proporcionava l'energia necessària amb relativament poc pes, presentava certs problemes. El més important era que la velocitat de rotació que se li subministrava mai era constant, ja que les revolucions del motor estan contínuament variant, sent requisit el que havia de ser capaç de subministrar el mateix corrent en ralentí, moviment lent, encara que el motor estigués a ple rendiment. Això es va solucionar amb els reguladors que, encara que són senzills en el seu disseny, requereixen d'un reglatge molt delicat. Aquests dispositius havien de ser capaços de regular el voltatge i la intensitat. A més hauria d'evitar que la dinamo funcionés com un motor elèctric quan el vehicle estigués al ralentí, que és quan pràcticament no produeix energia, perquè el flux de corrent no s'invertís (atès que les dinamos tenen un disseny molt semblant al dels motors elèctrics, en l'automòbil arribaven a funcionar com a tals quan s'invertia el flux de corrent en ser major el potencial que subministrava la bateria que el potencial que subministrava la dinamo).

Des dels anys 1970 han estat substituïts progressivament per l'alternador, no quedant cap vehicle en producció amb l'anterior sistema actualment. El corrent generat és produïda quan el camp magnètic creat per un imant o un electroimant fix, inductor, travessa una bobina, induït, col·locada en el seu centre. El corrent induït en aquesta bobina giratòria, en principi alterna, és transformada en contínua mitjançant l'acció d'un commutador giratori, solidari amb l'induït, denominat col·lector, constituït per uns elèctrodes denominats lamel·les. D'aquí és conduïda a l'exterior mitjançant altres contactes fixos anomenats escombretes que connecten per fregament amb les lamel·les del col·lector.

Dinamos modernesModifica

Actualment les dinamos tenen una constitució típica que consisteix a dues peces, l'estator i el rotor. L'espai d'aire que resta entre sengles peces s'anomena entreferro.

L'estator és una estructura estàtica que alberga els òrgans elèctrics del sistema inductor, encarregat de crear, distribuir i mantenir un camp magnètic per l'interior de l'estator.

El rotor és una estructura giratòria que alberga els òrgans elèctrics del sistema induït, encarregat de travessar el camp magnètic inductor i com a resposta iniciar un corrent elèctric induït que acabarà generant una f.e.m. en aquest circuit, que pot connectar-se a un circuit exterior a la màquina.

 
Estator de quatre nuclis magnètics. Rotor amb dues configuracions segons el recorregut del circuit induït.

ReferènciesModifica

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Dinamo  
  1. «dinamo». L'Enciclopèdia.cat. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
  2. Delafield, A. Floyd. «Google Patents -Dynamo-electric machine» (en anglès). Google. [Consulta: 6 novembre 2018].
  3. Tesla, Nikola. «NOTES ON AN UNIPOLAR DYNAMO» (en anglès). The Electrical Engineer, 02-09-1891. [Consulta: 6 novembre 2018].