L’alternatore

L’alternatore e la dinamo

L’alternatore e la dinamo sono parti di generatori di energia e convertono l’energia meccanica fornita da una macchina motrice, ad esempio una turbina idraulica, in energia elettrica sotto forma di corrente alternata o continua.

Tutti i generatori, sia essi di corrente alternata o di corrente continua, sono formati da due parti essenziali:

• l’induttore, nel cui avvolgimento si invia corrente continua, destinata a produrre il flusso magnetico (magnete);

• l’indotto, o armatura, che è il sistema di conduttori nei quali si manifestano le forze elettromotrici di induzione che sono sempre alternate (spira).

Una delle due parti è fissa (statore), l’altra è rotante (rotore); teoricamente è indifferente quale delle due parti sia rotante, poiché ciò che conta è il moto relativo dell’una rispetto all’altra. In pratica tutti i generatori di corrente continua (dinamo) hanno l’indotto rotante, mentre nei generatori di corrente alternata (alternatori) generalmente è l’induttore a ruotare.

Funzionamento dell’alternatore

Una spira rettangolare che ruota dentro un campo magnetico uniforme, intorno a un asse perpendicolare alle linee del campo, è un semplice alternatore. Mentre la spira ruota, il flusso del campo magnetico che attraversa l’area della spira cambia. Per la legge di Faraday-Neumann-Lenz, nasce una tensione indotta che, a sua volta, fa circolare una corrente nel circuito esterno.

Gli estremi della spira sono saldati a due anelli metallici (collettori) che ruotano insieme alla spira. Sui collettori poggiano due contatti striscianti (spazzole) realizzati con blocchetti di grafite, che hanno la funzione di inviare la corrente indotta nella spira verso il circuito esterno, senza impedire la rotazione della spira stessa. Nel circuito esterno circola una corrente che cambia verso ogni mezzo periodo e varia con la stessa frequenza con cui ruota la spira.

Funzionamento della dinamo

Il funzionamento di una dinamo è simile a quello dell’alternatore, solamente che l’avvolgimento indotto e il collettore sono divisi in molte sezioni: su ciascuna sezione la corrente viene prelevata solo nel momento di massima induzione (quando cioè l’area del piano delle spire è perpendicolare alle linee del campo di forza), ottenendo così una tensione di uscita quasi costante.

Dinamo della bicicletta

La dinamo della bicicletta è un alternatore a indotto fisso. Infatti è costituita da una bobina fissa collegata alla lampadina e da un magnete collegato alla ruota. Quando la ruota gira, anche il magnete gira e fa variare il flusso concatenato con la bobina. Finché il magnete gira, nel circuito passa una corrente elettrica.
Per mantenere la corrente elettrica nella lampadina bisogna spendere energia pedalando.

Vantaggi

I vantaggi tecnici nella produzione di energia elettrica in un alternatore rispetto ad una dinamo sono sostanzialmente due:

• L’eliminazione di parti striscianti

• La produzione di energia elettrica in corrente alternata anziché in corrente continua.