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Generatori di corrente alternata

Come già detto, un semplice generatore senza commutatore produce una corrente alternata che cambia direzione due volte a ogni giro dell'indotto. La corrente alternata è particolarmente vantaggiosa per la trasmissione di energia elettrica, ed è per questo che la maggior parte dei grossi generatori di corrente sono del tipo a corrente alternata. Nella forma più semplice, il generatore di corrente alternata, più noto come alternatore, differisce dal generatore di corrente continua, o dinamo, in due soli particolari: anzitutto i terminali dell'avvolgimento del rotore sono costituiti non da commutatori ma da collettori a lamelle (sottili anelli di rame isolati fra loro) fissati sull'albero del generatore; inoltre l'avvolgimento dello statore è alimentato da una fonte esterna di corrente continua, anziché dal generatore stesso.

Gli avvolgimenti degli alternatori a bassa velocità possono avere fino a 100 poli, e altrettante lamelle, per migliorare l'efficienza e raggiungere più facilmente la frequenza richiesta, mentre gli alternatori azionati da turbine ad alta velocità sono spesso bipolari. La frequenza della corrente erogata dall'alternatore è uguale al semiprodotto del numero dei poli per il numero di giri al secondo del rotore.

Quando conviene generare una tensione molto alta, gli indotti rotanti non si rivelano pratici a causa delle scintille, che potrebbero formarsi fra le spazzole e gli anelli collettori, e del rischio di guasti meccanici, che possono provocare cortocircuiti. Si costruiscono perciò alternatori con indotto fisso, entro il quale gira un rotore costituito da elettromagneti. Il principio di funzionamento è identico a quello dell'alternatore prima descritto, tranne per il fatto che ruota il campo magnetico anziché l'indotto.

La corrente generata dagli alternatori sopra descritti raggiunge un valore massimo, cala fino a zero, raggiunge un valore minimo negativo e ritorna a zero un certo numero di volte al secondo, a seconda della frequenza di progetto della macchina. Tale corrente è nota come corrente alternata monofase. Se l'indotto è costituito da due avvolgimenti, perpendicolari fra loro e con connessioni esterne separate, vengono a crearsi due onde di corrente, ciascuna delle quali ha intensità massima quando l'altra è nulla. Tale corrente è chiamata corrente alternata bifase. Se si dispongono tre avvolgimenti a 120° uno rispetto all'altro, la corrente viene prodotta sotto forma di onda tripla e viene chiamata corrente alternata trifase. Per ottenere un maggior numero di fasi è sufficiente aumentare il numero degli avvolgimenti. Nell'elettrotecnica moderna si usa più comunemente la corrente alternata trifase, e l'alternatore trifase è il generatore elettrico tipico.