El principio de funcionamiento, tanto de las dinamos como de los alternadores, puede explicarse por medio de la teoría eléctrica elemental. Al hacer girar un anillo de alambre dentro del espacio libre entre dos imanes muy próximos, se crea en este una corriente eléctrica. Esta energía es generada por el movimiento del alambre al atravesar las líneas de fuerza del campo magnético que se forma entre los dos imanes. La cantidad de energía eléctrica generada depende de la velocidad de giro del anillo y de la potencia del campo magnético producido por los imanes. El movimiento del anillo debe de ser continuo para que el flujo de energía sea constante, y los imanes deben estar dispuestos de modo que aporten un campo magnético.Esto significa que los imanes deben tener la cara interna semicilindrica para que puedan abarcar el bobinado en toda la extensión posible. Esta disposición de los imanes y bobinados forma la base de todos los generadores. Por ejemplo un único anillo de alambre jamas podría sacar gran partido del campo magnético. La solución habitual es convertir el alambre en un bobinado de inducido, que tiene un gran numero de anillos de alambre dispuestos sobre un eje de hierro dulce. Junto con la velocidad de rotación, el voltaje viene determinado por la intensidad del campo magnético creado por los imanes. Por lo tanto se hace necesario encontrar algún medio de intensificar este. Normalmente, los llamados imanes permanentes resultan inadecuados. En consecuencia, la dinamo lleva en la practica unos electroimanes.Estos consisten en pequeñas tiras de hierro o acero magnetizado, unidas entre si y rodeadas por espirales de alambre de cobre, denominadas inductor. La unidad completa recibe el nombre de pieza polar.

Cuando el inducido esta en estado estacionario, las piezas polares laminadas son solo ligeramente magnéticas (están pensadas para que retengan una pequeña cantidad de magnetismos residual), pero cuando la dinamo empieza a funcionar, las piezas polares son alimentadas, con lo que adquieren gran energía y la intensidad del campo magnético aumenta y crece la potencia de salida de la dinamo.

EL COLECTOR

Dado que la energía eléctrica que sale de la dinamo se genera en el inducido, que esta en movimiento, se plantea el problema de como transferirla al sistema eléctrico y a la batería. También surge otra dificultad por el hecho de que la corriente producida por la dinamo invierte constantemente su sentido de flujo en torno al circuito (por lo que recibe el nombre de corriente alterna o CA). Esta forma de corriente no es adecuada para cargar la batería, ya que esta produce corriente de un solo sentido, denominada corriente continua o CC.Estos dos problemas se han visto resueltos merced a la utilización de un dispositivo llamado colector. Este transfiere la energía eléctrica del inducido al sistema eléctrico haciendo a la vez que esta fluya en una sola dirección; es decir, transformando la corriente alterna en continua.

REGULADOR DE VOLTAJE

La dinamo no puede conectarse directamente a la batería sin interponer un sistema que haga que aquella responda al estado de esta. El dispositivo de regulación de carga de la dinamo es el encargado de llevar a cabo esta tarea.Una de las escobillas y un extremo del bobinado en torno a la pieza polar van conectados directamente a tierra.El otro extremos del bobinado del inductor van conectados a la terminar del generador a través del regulador.Dentro de este, una serie de interruptores electromagnéticos mide la diferencia de salida entre la dinamo y la batería, reduciendo al intensidad del campo magnético de la dinamo, mediante la apertura de un interruptor, cuando el ritmo de carga se eleva por encima del que necesita la batería. Aunque el regulador de voltaje va preparado para funcionar a un nivel fijo, puede operar de modo que una batería descargada reciba un potencial de carga elevado y una batería cargada reciba uno pequeño.La dinamo es un mecanismo espléndidamente eficaz : puede llegar a un rendimiento del 90 por 100, con un 10 por 100 de su producción utilizado para alimentar los inductores. Consume poca potencia del motor, y el único mantenimiento que necesita es una lubricación ocasional y el control de desgaste de las escobillas. Mientras la correa del ventilador este bien tensa en torno a la polea de arrastre, y en tanto la batería este en un estado aceptable bueno, la dimano actuara durante muchos Kilómetros. El punto débil de la dinamo, no obstante, es su incapacidad de suministrar una buena potencia de carga a velocidades bajas. Por ingenioso que sea el mecanismo de control de voltaje, no puede dirigir una carga capaz de compensar el consumo de la batería si la propia dinamo no esta consiguiendo producir el voltaje necesario. En todos los automóviles con dinamo, existe un contacto, procedente de la caja de control, que enciende la luz de aviso existente en el panel de instrumentos siempre que la batería este descargándose, y esta luz esta normalmente encendida mientras el motor este a ralentí.Para superar esta debilidad, muchos automóviles vienen hoy equipados con un alternador, dispositivo capaz de cargar la batería incluso a una velocidad e ralentí, y muy superior a la dinamo.

FUNCIONAMIENTO

El alternador funciona exactamente sobre los mismos principios eléctricos que la dinamo, pero su construcción es diferente, y el componente es, como unidad, un tanto mas complicado y, por tanto, mas caro de producir.La posición del inducido y de las piezas polares están invertidas con respecto a la que ocupan en la dinamo. En torno al interior de la armadura del alternador van distribuidas las bobinas de inducido y este conjunto es denominado estator. La parte móvil del alternador es la que lleva las bobinas de campo y recibe el nombre de rotor.En comparación con la dinamo, las posiciones relativas de estas piezas quedan, pues, invertidas, y la corriente se genera en el componente estático.La diferencia mas importante radica en la relación entre el inducido y las piezas polares. En un alternador, los bobinados rotativos de campo se ven estimulados o <excitados> por una corriente procedente de la batería. Este proceso de excitación significa que el campo magnético inducido en el rotor es mucho mas poderoso que el inducido en las piezas estáticas correspondientes a la dinamo, y el proceso de producción de energía es, por tanto, mucho mas eficaz a velocidades bajas del motor. La corriente de excitación se introduce en el rotor del alternador por medio de un sistema de anillos y escobillas, algo similar al dispositivo del colector de la dinamo. En el alternador no puede existir una disposición de colector y escobillas para cargar o <rectificar> la corriente alterna que produce, porque la corriente es generada en el estator, que no se mueve. La corriente, pues, sale directamente.Durante años, los alternadores fueron utilizados solo allí donde se requería, como producto final, corriente alterna. El equipo rectificador era voluminoso, caro, y, en términos generales, inadecuado para su utilización en alternadores pequeños como los de los automóviles. A finales de los años 50, la invención de los transistores puso a disposición de la industria un sistema de rectificación sencillo y relativamente barato, además de sólido.La rectificación de la corriente generada se logra por medio de 4 o 6 diodos de silicio, en un paquete rectificador, que va conectado a un puente rectificador. Los diodos actúan como válvulas o interruptores casi perfectos.