Los electrones no se “generan” en una dinamo per se. Existen electrones en toda la materia, incluidas las bobinas de dinamo. Lo que hace una dinamo es poner estos electrones en movimiento para que fluya a través del circuito externo conectado a la dinamo.
Para poner los electrones en movimiento, es necesario aplicar una fuerza electromagnética, que es dada por la ley de fuerza de Lorentz en términos de campos eléctricos y magnéticos [math] \ vec E [/ math] y [math] \ vec B [/ math]:
[matemáticas] \ vec F = e (\ vec E + \ vec v \ veces \ vec B) [/ matemáticas]
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En una dinamo, hay un campo magnético externo (debido al imán). Pero no puede poner en movimiento los electrones porque el término de fuerza magnética en la ley de Lorentz es proporcional al producto cruzado de la velocidad del electrón y el campo magnético. Si bien los electrones individuales tienen velocidades térmicas distintas de cero, estas velocidades son completamente aleatorias. Entonces, cuando observamos una gran cantidad de electrones, la fuerza magnética se cancela y, por lo tanto, no habrá movimiento neto de electrones. Para poner los electrones en movimiento, se necesita un campo eléctrico.
Aquí hay un diagrama simplificado de una dinamo:
El imán se coloca en un eje giratorio. Según la ley de Faraday, un campo magnético variable en el tiempo crea un campo eléctrico.
[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec E = – \ frac {\ partial \ vec B} {\ partial t} [/ matemática]
Cuando el imán gira, cambia el campo magnético en las bobinas y crea un campo eléctrico que impulsa el movimiento de los electrones.
Hay un diseño alternativo para dinamo donde el imán se mantiene estacionario y la bobina gira. En ese caso, el campo eléctrico es cero; pero los electrones en la bobina ahora tienen una velocidad general debido al movimiento de la bobina. Como esto no se cancela cuando se suma a todos los electrones en la bobina, tendremos una fuerza magnética neta que impulsará la corriente eléctrica.
