Un motor conectado a 4 generadores o alternadores: ¿por qué no produciría más electricidad de la que consume?

Quizás tenga la impresión de que los generadores no ponen ninguna carga en el motor, por lo que puede hacerlos girar de forma gratuita. Esto no es verdad. Cualquier corriente extraída de un generador se convertirá en una carga mecánica. Un motor es un generador y un generador es un motor. La diferencia es en qué dirección fluye el poder.

La ley de conservación de la energía establece:

  

La energía no se puede crear ni destruir, pero puede cambiar de forma, por ejemplo, la energía química se puede convertir en energía cinética en la explosión de una barra de dinamita.

Pones una cantidad de X de energía, y debes obtener la cantidad de X en cualquier forma.

En tu ejemplo, pones X cantidad de energía eléctrica. Eso se convierte en una combinación de energía cinética (movimiento del motor), energía térmica (la fricción de los cojinetes del rotor) y ruido. Por lo tanto, la energía cinética obviamente será menor que la energía eléctrica que se ingresa.

Luego pasas esa energía cinética a 4 generadores. Entonces se convierte en más energía térmica, ruido y energía eléctrica. Una vez más, eso es una división.

En un sistema completamente perfecto, donde no hay fricción ni sonido, es posible que obtenga el 100% de la energía eléctrica convertida en cinética, luego el 100% de la cinética convertida nuevamente en electricidad (en 4 trimestres, uno para cada generador), pero eso actualmente no es realmente posible de lograr en el mundo real.

Por lo tanto, nunca obtendrá tanta energía eléctrica del sistema como la ingrese.

Vamos a ilustrarlo más agregando algunos números.

Diga que cada vez que convierta energía, perderá un 5% en calor y un 5% en ruido.

Usted pone en 100W. 10W de eso van, 90W se pasan a los generadores.

El 10% de eso se pierde con los generadores, por lo que 81W es lo que obtendrías.

En todo, habría generado 81W de electricidad, 9.5W de calor y 9.5W de ruido.

Todo el lote se suma a los 100W que pones.

Sencillamente, porque todos los dispositivos mencionados funcionan con menos del 100% de eficiencia y las eficiencias son multiplicativas.

Por ejemplo, un sistema con un motor funcionando con una eficiencia del 99% que maneja un generador que funciona con una eficiencia del 99% funcionará con una eficiencia del 98,01% desde la entrada hasta la salida. Eso significa que para 100 vatios de la red eléctrica y dentro del sistema, el sistema producirá 98.01 vatios de electricidad y 1.99 vatios de calor.

Si agrega más generadores, simplemente empeora porque el motor tiene que superar todas sus pérdidas y, en lugar de producir electricidad adicional, el sistema libera las pérdidas adicionales como calor.

Cada generador que agregas hace que el motor consuma más electricidad (al hacer que el eje sea más difícil de girar y, por lo tanto, "cargar" el motor), y esa cantidad adicional siempre superará la cantidad que el generador agregado puede producir.