Nei primi tempi, le auto usavano generatori piuttosto che alternatori per alimentare il sistema elettrico del veicolo e caricare la batteria. Non è più così. Come la tecnologia automobilistica si è evoluta, così ha fatto la necessità di più potenza. I generatori producono corrente continua, che viaggia in una direzione, al contrario della corrente alternata per l’elettricità nelle nostre case, che periodicamente inverte la direzione. Come ha dimostrato Tesla nel 1887, la corrente alternata è diventata più attraente perché genera una tensione più alta in modo più efficiente, cosa necessaria nelle automobili contemporanee. Ma le batterie delle automobili non possono usare la corrente alternata perché producono corrente continua. Di conseguenza, l’uscita di potenza dell’alternatore è alimentata attraverso diodi, che convertono la corrente alternata in corrente continua.
Il rotore e lo statore sono i due componenti che generano potenza. Quando il motore fa ruotare la puleggia dell’alternatore, il rotore gira su tre avvolgimenti stazionari dello statore, o bobine di filo, che circondano un nucleo di ferro fisso che costituisce lo statore. Si parla in questo caso di corrente trifase. Gli avvolgimenti della bobina sono uniformemente distanziati a intervalli di 120 gradi intorno all’albero di ferro. Il campo magnetico alternato dal rotore produce una successiva corrente alternata nello statore. Questa corrente alternata è alimentata attraverso i conduttori dello statore in una serie di diodi di collegamento. Due diodi si collegano a ciascun cavo dello statore per regolare la corrente. I diodi sono usati per bloccare e dirigere essenzialmente la corrente. Poiché le batterie hanno bisogno di corrente continua, i diodi diventano una valvola a senso unico che permette alla corrente di passare solo nella stessa direzione.
Avvertenza
Gli alternatori trifase hanno tre serie di avvolgimenti; sono più efficienti di un alternatore monofase, che produce una corrente CA monofase. Quando funzionano correttamente, i tre avvolgimenti producono tre correnti che costituiscono le tre fasi. Sommando tutti e tre insieme si ottiene la corrente alternata totale dello statore.
I due design di base degli avvolgimenti dello statore sono a delta e a stella. Gli avvolgimenti a delta sono facilmente identificabili dalla loro forma, in quanto sono triangolari. Questi avvolgimenti permettono un alto flusso di corrente a bassi giri. Gli avvolgimenti a stella assomigliano al condensatore di flusso visto in “Ritorno al futuro”. Questi avvolgimenti sono ideali per i motori diesel, poiché producono una tensione più alta degli statori a delta a un numero di giri ancora più basso.
Dopo la conversione AC/DC, la tensione risultante è pronta per essere utilizzata nella batteria. Troppa o troppo poca tensione può danneggiare la batteria, così come altri componenti elettrici. Per assicurare la giusta quantità, un regolatore di tensione determina quando e quanta tensione è necessaria nella batteria. Uno dei due tipi di regolatori si trova nella maggior parte degli alternatori: Il regolatore a terra funziona controllando la quantità di negativo o terra della batteria che va nell’avvolgimento nel rotore, mentre un tipo di campo a terra funziona al contrario – controllando la quantità di positivo della batteria. Nessuno dei due presenta un vantaggio sull’altro.
Con così tanti componenti che lavorano per creare l’elettricità vitale per i nostri veicoli, è sicuro dire che l’alternatore è un componente cruciale sotto il cofano. Ma come molte parti delle nostre auto, si guastano. La prossima sezione vi darà un’idea di come determinare se state per rimanere a piedi e cosa potete fare se dovete sostituire il vostro alternatore.