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ALTERNADOR.
Profesor: Michael Lobos P.

INTRODUCCIÓN:
Magnetismo y electromagnetismo:
 Historia magnetismo.
 Magnetismo.
 Campo magnético.
 Cuerpos magnéticos y no magnéticos.
 Historia electromagnetismo.
 Electromagnetismo.
 Inducción electromagnética o F.E.M.I.
Componentes del alternador y su funcionamiento:
a) Funcionamiento carcasas.
b) Funcionamiento polea.
c) Funcionamiento ventilador (que efecto produce el calor en un imán inducido).
d) Funcionamiento rotor o inductor.
e) Funcionamiento estator o inducido.
f) Funcionamiento placa de diodos y diodos (rectificador)
g) Funcionamientos del regulador de voltaje, tipos de reguladores, carbones y luz testigo
de la batería.
Funcionamiento del sistema de carga.

MAGNETISMO Y
ELECTROMAGNETISMO.

HISTORIA DEL MAGNETISMO.
 Los antiguos navegantes chinos en el siglo III a.C. descubrieron que
un pequeño pedazo de piedra, atado a una cuerda, siempre giraba
en dirección al norte.
 Los griegos la llamaron magnetita por que fue hallada cerca de
magnesia en Asia menor. Estas fueron las primeras formas de
magnetos naturales.
 En 585 a.C. Tales de Mileto describía que la magnetita atraía el
hierro pero pensaba que la causa era que tenia alma (en aquella
época un movimiento implicaba vida, alma o la intervención de un
dios).
 En 54 a.C. Lucrecio en su obra “De magnete natura” habla de un
intento de explicación sin la intervención de dioses o el alma.
 En 1600 comienza la ciencia del magnetismo con la publicación “De
magnete” de William Gilbert en Europa.
 En china, la primera mención conocida de los imanes y sus
propiedades es en el siglo IV la primeras brújulas en principio del
siglo XI.
 En el siglo XII y XIII se utilizan las brújulas con magnetita ya mas
común en todas partes.

MAGNETISMO.
 Qué es Magnetismo: Se conoce como magnetismo
al fenómeno de atracción y repulsión de determinados
metales e imanes.
 Las fuerzas mas atractivas aparecen en las extremidades de
un magneto. A estas concentraciones de fuerza magnética
se les conoce como polos magnéticos.
 En física, el magnetismo se define como la fuerza de
atracción de imanes que presentan un polo positivo y otro
negativo, conocido como dipolo.
 De esta forma, la propiedad dipolo magnético, informa que
los polos iguales se repelen y los opuestos se atraen.
 Cada magneto tiene un polo norte y un polo sur.

CAMPO MAGNÉTICO.
 Es el espacio en la cual tienen lugar fenómenos
magnéticos debido a la influencia de un cuerpo con
propiedades magnéticas, sea el caso de un imán, un
material ferromagnético imantado o un electroimán.
 Se representan por el trazado de unas líneas
invisibles, las cuales reciben el nombre de líneas de
fuerza magnética o líneas del campo magnético.
 En la física se define también como una magnitud
vectorial que da cuenta de la intensidad magnética.
 Estas líneas de fuerza magnética son invisible y cada
una es independiente, viajan desde el polo norte al
polo sur atreves del espacio, y del polo sur al polo
norte por el interior del material imantado o
electroimán.
 En un electroimán el campo magnético es
proporcional a la intensidad que se le aplique.

CUERPOS MAGNÉTICOS Y NO MAGNÉTICOS.
 Permeables: Producen una deformación en las
líneas de fuerza magnéticas concentrándolas al
pasar por un cuerpo, por ejemplo el Hierro, Níquel,
cobalto y aleaciones de estos.
 Paramagnéticos: No producen una deformación en
las líneas de fuerza magnéticas al pasar por un
cuerpo. Son la mayoría de cuerpos que existen en la
naturaleza, como la madera, el cobre aluminio, etc.
 Diamagnéticos: Producen una deformación en las
líneas de fuerza magnética al rechazar estas. Las
líneas de fuerza magnéticas encuentran mayor
facilidad pasar por el aire que atreves del cuerpo.

HISTORIA DE ELECTROMAGNETISMO.
 En 1600 William Gilbert descubrió que el magnetismo estaba relacionado con la atracción
que el ámbar ejercía sobre objetos pequeños al frotarse.
 En 1752 Benjamín Franklin, Gracias a la teoría de Gilbert, se centro en experimentar
sobre la electricidad y con su experimento de la cometa, desmosto que la energía de las
tormentas y la botella de Leyden, eran la misma cosa instaurando así la ciencia de la
electricidad.
 En 1819 Hans Christian Oersted descubrió la atracción que se ejercía al pasar una
corriente eléctrica por un alambre, se podía ver como la aguja imantada de la brújula era
atraída al estar cerca del cable.
 En 1820 André-Marie Ampere desarrolla las bases matemáticas de la teoría de Oersted,
así mismo formula una ley sobre el electromagnetismo denominada ley de Ampere donde
describe matemáticamente la relación de campo magnético estático con la causa que la
produce: La corriente eléctrica.
 En 1821 Michael Faraday realizo su primer descubrimiento repitiendo el experimento de
Oersted, dedujo que el alambre estaba rodeado por una seria infinita de líneas de fuerzas
circulares y concéntricas.
 En 1831 Michael Faraday consiguió producir una corriente eléctrica a partir de una acción
magnética, fenómeno conocido como Inducción Electromagnética. Descubrió que el pasar
corriente eléctrica por una bobina, se generaba otra corriente de muy poca duración en otra
bobina cercana.
 En 1861 y 1862 James Clerck Maxwell publico un conjunto de ecuaciones que convertía
las observaciones de Faraday en una completa teoría del electromagnetismo.
 Las ecuaciones de Maxwell recogen y resumen todo el trabajo de sus predecesores para
servir como tabla de la Ley bajo el reino unificado del campo electromagnético.

ELECTROMAGNETISMO.
 El electromagnetismo es la rama de la física que estudia y
unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría.
 Se conoce como electromagnetismo a la relación que tiene el
magnetismo producido por la electricidad.
 Al pasar corriente eléctrica por un conductor este genera
alrededor del conductor un campo magnético.
 Al hacer un espiral con el conductor obtenemos una bobina, esta
bobina al pasar la corriente eléctrica por ella generara un
magnetismo mayor al de un solo conductor.
 El campo magnético es proporcional a la corriente eléctrica que
se le puede enviar a una bobina, a mayor corriente eléctrica que
se le envié mayor será el campo magnético que se genere.
 En pocas palabras: Es un imán creado por la electricidad.

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.
 La inducción se produce cuando la energía de un campo
electromagnético es transferida a un cuerpo expuesto
dentro de su radio.
 La inducción electromagnética es la transferencia de
corriente eléctrica producida, ya sea por una bobina o por
un imán, a otra bobina:
 Mediante una bobina al realizar pulsaciones en la bobina
primaria obtenemos en la bobina secundaria pulso
eléctrico.
 Mediante un imán, el cual al acercarlo y/o alejarlo de una
bobina se generara un pulso eléctrico.
 A esta inducción electromagnética también se le conoce
como Fuerza Electromotriz Inducida (F.E.M.I.).

COMPONENTES DEL ALTERNADOR Y SU
FUNCIONAMIENTO.

CARCASAS DEL ALTERNADOR.
 La Carcasa comprende a los elementos de cierre por ambos
lados. Son generalmente fabricadas en fundición de aluminio
con grandes orificios destinados a la ventilación, permitiendo
la circulación del aire necesario para su refrigeración y control
de temperatura de los componentes internos. Se distingue la
tapa delantera o de accionamiento de la tapa trasera o del
grupo regulador y anillos. En su interior alojan un par de
rodamientos que permiten mantener en una distancia de
entrehierro adecuada entre el rotor y el estator.
 En la parte delantera de las carcasas encontramos el
alojamiento del rodamiento, polea accionamiento, tuerca,
ventilador.
 En la parte trasera de la carcasa nos encontramos con el
alojamiento del rodamiento, regulador, carbones, placa
diodos.
 Las carcasas mediante los rodamientos sostienen al rotor
(inductor) y entre ellas se aloja el estator (inducido).

POLEA DEL ALTERNADOR.
 Existen dos tipos de polea, la polea solida convencional y la polea
libre del alternador.
 La polea convencional se adhiere directamente al eje del rotor
mediante un estriado la cual el movimiento es constante y
dependiente del movimiento de la polea del cigüeñal por medio de la
correa accesorios.
 La polea libre del alternador tiene el mismo acople que la polea
convencional, la diferencia es que al momento de desacelerar el
motor o parar el motor, el rotor en vez de que desacelere o se
detenga de golpe, la polea tiene un sistema para que el alternador
siga girando a la misma velocidad sin producir alteración ni sobre
caga en la correa de accesorio.
 La polea del alternador es la encargada de transmitir el movimiento
mecánico del motor hacia el alternador, por medio de una correa, la
cual se conoce como correa de accesorios, dicha polea mediante la
correa genera movimiento en el rotor para que este comience su
proceso de generar corriente.

VENTILADOR DEL ALTERNADOR.
 El ventilador del alternador normalmente coge aire del exterior y lo
hace pasar por el interior de todos sus componentes a través del
ventilador que lleva incorporado, bien, en la parte exterior o como en
los actuales alternadores, en su parte interior
 El ventilador es el encargado de refrigerar mediante el aire, todos los
componentes internos del alternador, lo que pueden oscilar en
temperaturas de entre 80°C a 100°C.
 Cuando se encuentra el ventilador por fuera del alternador por lo
general las carcasas tiene ranuras en la parte frontal y por la parte
trasera solamente.
 Cuando se encuentra el ventilador por dentro del alternador, las
carcasas tiene ranuras por alrededor de estas para una mayor
refrigeración de los componentes internos.
 La T° afecta directamente al magnetismo y su campo magnético, el
cual según el descubrimiento de William Gilbert una T° elevada es
capaz de romper el magnetismo.

ROTOR O INDUCTOR.
 Se conoce como rotor a la pieza móvil que se encuentra dentro del
alternador, el que se apoya mediante rodamientos por un eje hacia
la carcasa frontal y trasera, en su eje se encuentra a presión unos
anillos rosante de cobre o también llamados colector, se encuentra
también un embobinado de excitación que se conecta a los anillos
rosante, el embobinado de excitación es de cobre y se construye
sobre un núcleo de hierro dulce para mejor el flujo magnético, por
ultimo tenemos unas garras a las cuales se les conoce como los
polos del rotor o zapatas. El polo norte es el que se encuentra hacia
delante de las carcasas, el polo sur hacia atrás de las carcasas
 La función principal del rotor consiste en producir los campos
magnéticos necesarios para generar la corriente inducida, esto lo
hace mediante el colector.
 La batería en el momento del contacto de la chapa del auto energiza
el colector para que se produzca el fenómeno de electroimán en el
rotor, al generarse el electroimán las garras del rotor se convierten
en polos positivo y negativos obteniendo un imán el cual puede
agrandar su campo magnético como disminuir según la corriente
eléctrica que se le entregue a este. Una vez ya parte el motor la caja
regulador es la encargada de mantener el colector con corriente
eléctrica.

ESTATOR O INDUCIDO.
 El estator es la parte fija del alternador la que no tiene movimiento y
es donde están alojadas las bobinas inducidas donde se genera la
corriente eléctrica.
 El estator es el encargado de generar la corriente eléctrica en
conjunto con el rotor que se produce por el acercamiento del campo
magnético a las fases del estator.
 Al tener polos positivos y polos negativos, se producen picks de
corriente eléctrica en el estator, esta corriente generada es corriente
alterna ya que al pasar el polo norte del rotor por una de las fases
del alternador este va a generar un pick positivo, luego de esto
pasara el polo sur el cual generara un pick negativo, teniendo como
resultado una onda sinusoidal la que pasara de un pick positivo a un
pick negativo.
 El estator es trifásico, se denominan así por los embobinados que
tiene el estator, cada bobinado se encuentra en una posición de
120° respectivamente, las que se unen para tener una sola salida
(son tres bobinas que se unen para formar una fase).
 Existen dos tipos de trifásicos, uno es en “estrella” o en “Y” y el otro
es en “triangulo” o “delta”.

PLACA DE DIODOS (RECTIFICADOR) Y DIODOS
 Los diodos son fabricados a base de cilicio el cual se
considera al diodo como un semi conductor por la
fabricación del material.
 El diodo es unidireccional ósea que este dejara pasar
la corriente en un solo sentido y en el sentido contrario
no pasara la corriente.
 La placa de diodos o el rectificador de corriente
alterna, es un conjunto de diodos en el que nos
encontramos con diodos positivos y diodos negativos,
estos diodos nos permiten separar la corriente alterna
y dejarla continua.
 Los diodos positivo dejaran pasar solo la corriente
alterna positiva y los diodos negativos dejaran pasar la
corriente alterna negativa, separando la onda
sinusoidal generada por el conjunto rotor-alternador,
quedando una corriente continua positiva y otra

REGULADOR DE VOLTAJE.
 El regulador hoy en día es un circuito integrado con carbones que están en
contacto al colector, este es el que mide si la corriente eléctrica sobre pasa lo
deseado y regula la cantidad de corriente que debe entregar a la batería y al
sistema eléctrico del vehículo.
 El regulador mantiene constante el voltaje generado en el alternador.
Cuando el regulador encuentra que la tensión es superior a la especifica ya
integrada en su circuito, detiene la excitación en el bobinado del rotor y anula
su campo magnético, impidiendo que el alternador genere corriente. Una vez
ha descendido el voltaje, el regulador vuelve a excitar el bobinado del rotor,
generando nuevamente el campo magnético que permite el flujo de corriente
por el estator. Este proceso se va repitiendo continuamente para mantener la
tensión constante, tanto del alternador como la de todo el sistema eléctrico
del coche.
 El regulador comienza su funcionamiento en el momento que se le da
contacto a la chapa de encendido, desde ese momento la corriente eléctrica
llega al regulador y de este a los carbones que se encuentran en contacto
con el colector, esta corriente excita el bobinado dentro del rotor para que se
genere el electroimán y así crear el campo magnético que dará el proceso de
inducción eléctrica al estator.
 Esta corriente que llega al colector pasa antes por la luz testigo de batería
del vehículo la que al dar contacto cierra circuito con el colector en masa,
una vez se echa a andar el vehículo el alternador genera la corriente que irá
al regulador, así mismo la corriente que irá a la batería, apagándose la luz
testigo de la batería del vehículo, ya que la corriente que devuelve el
alternador es positiva.

TIPOS DE REGULADORES.
 En función a su funcionamiento se pueden distinguir dos tipos
de reguladores, los electromagnéticos y los electrónicos.
 Los reguladores electromagnéticos están conectados a las
escobillas positiva y negativa del rotor, de manera directa o
mediante un cableado, seleccionando la corriente que va a
circular por el inductor.
 Por otro lado, está el regulador electrónico, que cuenta con
varios componentes electrónicos que ayudan al control de la
corriente y protegen los componentes principales. Funcionan
de manera similar a un interruptor, deteniendo la corriente del
rotor al llegar a un voltaje concreto. Estos poseen más
ventajas que los electromagnéticos, como por ejemplo, no
tener tanto movimiento, lo que disminuye su desgaste, y
contar con un peso y un tamaño menores, lo que ayuda a su
instalación.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CARGA

SISTEMA DE CARGA
COMPONENTES Y CIRCUITO DE CARGA
B IG
CHAPA DE
CONTACTO REGULADOR
DE VOLTAJE
ALTERNADOR
A
AMPERIMETRO

SISTEMA DE CARGA
COMPONENTES DEL ALTERNADOR
TAPA
TRASERA
RODAMIENTO
TRASERO
ESTATOR
Y FASES
ROTOR YBOBINA DE
CAMPO
RODAMIENTO
DELANTERO
PLACA DE
DIODOS
VENTILADOR
POLEA
TUERCA
ANILLOS
PORTA CARBON
Y CARBONEE
TAPA
DELANTERA

SISTEMA DE CARGA
COMPONENTES DEL ALTERNADOR

SISTEMA DE CARGA
INDUCCION DE CORRIENTE ALTERNA
S N
MAX. POSITIVO
MAX. NEGATIVO
V= 0

SISTEMA DE CARGA
S
N MAX. POSITIVO
MAX. NEGATIVO
V= 0

SISTEMA DE CARGA
S
N
MAX. POSITIVO
MAX. NEGATIVO
V= 0

SISTEMA DE CARGA
CONEXIÓN EN TRIANGULO
CONEXIÓN
EN ESTRELLA
CONEXIÓNES DE FASES

ANODO
ANODO
CATODO
CATODO
DIODO POSITIVO DIODO NEGATIVO
DIODOS
ANODO CATODO
DIODO RECTIFICADOR
ANODO CATODO
DIODO ZENER

SISTEMA DE CARGA
CONEXIONES Y POSICION DE LAS BOBINAS
FASES
PLACA DE
DIODOS
BOBINA DE CAMPO
CARBON + CARBON -
F
E
N
B
CONEXIÓN EN ESTRELLA

F
E
N
B
SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
FUNCIONAMIENTO DEL ALTERNADOR

SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
F
E
N
B

SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
F
E
N
B

B
SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA

SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
FASE DE INDUCCION TRIFASICA
BOBINA DE INDUCCION
TENSION POSITIVA
TENSION NEGATIVA
(no existe)
N
S
0° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 720°

SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
BOBINA DE INDUCCION
TENSION POSITIVA
TENSION NEGATIVA
(no existe)
0° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 720°

BOBINA DE INDUCCION
TENSION POSITIVA
TENSION NEGATIVA
0° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 720°

SISTEMA DE CARGA
SISTEMA DE CARGA
BOBINA DE INDUCCION
TENSION POSITIVA
TENSION NEGATIVA
(no existe)
0° 60° 120° 180° 240° 300° 360° 720°
N
S

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR DE VOLTAJE
TERMINAL
IGNICION
TERMINAL
FIELD
BASE RESISTENCIA REGULADORA
CONTACTO FIJO
SUPERIOR
CONTACTO MOVIL
CENTRAL
CONTACTO FIJO
INFERIOR (-)
RESORTE BIMETALICO
BOBINA DE
CAMPÓ
TAPA

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR DE VOLTAJE EN FASE DE CONTACTO O PLENA CARGA

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR DE VOLTAJE EN FASE DE REGULACION

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR DE VOLTAJE EN FASE DE CORTE

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR DE VOLTAJE DE SEIS TERMINALES
IG F L N B E
R r
IG = IGNISION
Rr =RESISTENCIA DE
REGULACION
F = FIELD
L = LUZ PILOTO
N =NEUTRO
B = BATERIA
E = MASA
REGULADOR
DE VOLTAJE
RELE DEL
PILOTO
BASE
CONTACTO
MOVIL FLD CONTACTO MOVIL
RELE PILOTO
TAPA
RESORTES
BIMETALICA

SISTEMA DE CARGA
FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR DE SEIS TERMINALES
A
AMP
CHAPA
PILOTO
BATERIA
FASES
CAMPO

SISTEMA DE CARGA
REGULADOR ELECTRONICO INCORPORADO
SISTEMA DE CARGA
2 1
B
TR1
TR2
Z
C1
R5
R1
R4
R2
R3
PILOTO
CHAPA
BATERIA
DIODOS +
DIODOS -
DIODOS DE
CAMPO
CAMPO
ESTATOR
PUENTE
RECTIFICADOR
TRIO DE
DIODOS
REGULADOR

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