¿Cómo se genera típicamente la electricidad?

La electricidad se realiza mediante una variedad de procesos:

Electromagnético : esto es algo que toma movimiento mecánico y lo convierte en electricidad. La forma habitual de hacerlo es con un generador que se hace girar utilizando una turbina de vapor de una planta de energía nuclear o de carbón. Pero también podría ser un generador de manivela, un alternador de automóvil o incluso una de esas linternas de "agitar para cargar".

Electroquímico : esta es una batería básica, tanto recargables como normales. La energía eléctrica se libera de un proceso químico.

Termoeléctrico : cuando obtiene dos metales diferentes y calienta un lado y enfría otro, se genera una corriente eléctrica. No puedo explicar esto muy bien, así que aquí está el enlace de Wikipedia .

Fotovoltaico : una célula solar. Convierte los fotones directamente en electricidad.

Electrostática : Básicamente, usar electricidad estática para hacer algo. Normalmente esto sería un generador de van de graaff. Es difícil, pero no imposible, hacer algo útil con esto como fuente de energía.

Piezoeléctrico : Algunos materiales son piezoeléctricos. Si golpeas / golpeas / vibras el material, generará una pequeña corriente eléctrica. Esta técnica se utiliza principalmente como un sensor en lugar de una fuente de energía, pero hay algunos lugares donde su uso como fuente de energía se está volviendo práctico.

Eso es todo lo que puedo pensar. Estoy seguro de que hay más, pero estas son las principales formas en que se genera la electricidad.

En resumen: la mayor parte de la electricidad se genera como AC ( onda sinusoidal ).

Hay varias posibilidades (por ejemplo, para una lectura más completa, quizás quieras buscar en wikipedia):

• Motor síncrono: se utiliza con turbinas de barreras de agua / turbinas nucleares / turbinas de gas / turbinas de vapor (básicamente cualquier turbina que gire como un efecto de un flujo de un fluido, ya sea de gas o líquido). Un poco menos conocido es el uso de motores síncronos en el campo de la energía eólica (básicamente, obtiene una velocidad variable de hacha / turbina v_turbine = f (viento), por lo tanto, para generar 50Hz / 60Hz coherentes, necesita hacer una conversión de dos pasos : AC - - (rectificación) - > DC - - (inversor) - > AC (50Hz / 60Hz)
• Motor asíncrono: se utiliza a menudo con aerogeneradores.
• Motor de CC: ya no se usa mucho AFAIK (al menos no para producción de gran potencia)
• Energía solar: genera energía de CC (o al menos pseudo-CC, es decir, CC si considera que la variación de voltaje / corriente es bastante lenta)

No estoy seguro si olvidé algo importante. La mayor parte de la energía es producida por motores sincrónicos. Por lo tanto, la frecuencia de potencia (50Hz / 60Hz) es REALMENTE importante para mantener todos los alternadores sincronizados. ¡Una variación de < 1Hz es capaz de causar enormes apagones! Las energías recientemente renovables introdujeron la energía de CC como una nueva fuente de energía, así como motores asíncronos en la producción de energía eólica.

DC se genera actualmente utilizando semiconductores: diodos, tiristores y transistores básicamente. Los más sencillos son los diodos (conversión automática de CA / CC), los tiristores son un poco menos utilizados en la actualidad (aún muy utilizados en niveles de alta potencia / voltaje aunque ), mientras que en niveles de voltaje / potencia más bajos ' Se han reemplazado por transistores (MOSFET para baja y media potencia e IGBT para mayor potencia).

Existe un rectificador mecánico, aunque ya no se usa AFAIK (quizás con un motor universal: motores de CC que se pueden conectar directamente al enchufe de alimentación de CA y funcionan correctamente, sin saber si se considera un rectificador ya que los voltajes y los campos magnéticos están siempre encendidos dirección opuesta, por lo tanto la fuerza contribuye a hacer girar el motor). Ver wikipedia para rectificador mecánico si estás interesado.

Después de presentar las principales fuentes de producción de energía (su contribución en% varía de un país a otro), ahora es el momento de una visión general rápida de la conversión de energía:

• Conversión de CA / CA: ya sea mediante el uso de un transformador (la misma frecuencia, grande, pesado, muy costoso), ya sea utilizando el AC de dos pasos - > DC - > Conversión AC de la que hablé anteriormente
• Conversión CC / CC: convertidores buck, boost, buck-boost, flyback, forward. El voltaje de CC de entrada se puede aumentar o disminuir como desee
• Conversión CA / CC: también conocida como rectificador, que se realiza con mayor frecuencia mediante diodos o tiristores. También existe un rectificador basado en transistores (también conocido como rectificador activo)
• Conversión CC / CA: también conocida como inversor, más comúnmente realizada por transistores (MOSFET o IGBT). Por lo general, consiste en PWM de dos niveles, generando una onda cuadrada que se filtrará después. Sin embargo, esto produce un alto nivel de armónicos que no son buenos para la red eléctrica. Por lo tanto, este enfoque es a menudo un poco más complicado: ya sea utilizando > 2 niveles de PWM (no solo 0V, + - V_peak) pero con más valores (por ejemplo 0V, + -0.25V_peak, + -0.5V_peak, + -0.75V_peak, + -V_peak), o utilizando dos transformadores combinados con diferentes tipos de devanados para deshacerse de algunos de los armónicos

Espero que esto se aclare un poco. Su pregunta fue un poco demasiado genérica en mi opinión. No estoy seguro si lo contesté. No dude en preguntar de otra manera.

La electricidad se hace más comúnmente utilizando generadores de CA (alternadores). DC se genera principalmente a partir de AC.

La electricidad para uso industrial es generada típicamente por generadores rotativos, que pueden ser girados por una variedad de medios tales como motores de gas o diesel, hidroeléctricos, eólicos, etc. Cualquier cosa puede impartir el par necesario. Aquí hay un par de videos básicos sorprendentemente buenos, que ofrecen una visión general, conceptos, terminología e incluso algunas matemáticas básicas:

Motores y generadores del Ejército de EE. UU. Parte 1

Motores y generadores del Ejército de EE. UU. Parte 2

¡Disfruta!