Generatoren sind Maschinen, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die mechanische Energie kann fallendes Wasser, Dampfdruck oder Windkraft sein. Der Strom kann entweder Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) sein. Das Grundprinzip des Generators wurde 1820 entdeckt. Die Grundbestandteile eines Generators sind Draht, Magnete und eine Drehachse. Wenn ein Draht durch ein Magnetfeld bewegt wird, fließen die Elektronen im Draht.
Der Rotor
Der Rotor ist die Mittelachse des Generators – er ist der Teil, der sich dreht. Irgendeine Form mechanischer Energie dreht den Rotor, um Elektrizität zu erzeugen. Der Rotor wird an beiden Enden getragen und ist mit durchgehenden Schlaufen aus einem einzigen Draht umwickelt. Der Draht ist normalerweise Kupferlackdraht - der Draht muss isoliert sein, damit beim Berühren der Schleifen des gewickelten Drahts kein Kurzschluss entsteht. Emaillieren ist die billigste Art, den Draht zu isolieren, und es bietet auch eine dünne Isolierung, damit der Rotor die maximale Anzahl von Windungen haben kann. Je mehr Wicklungen vorhanden sind, desto mehr Strom wird erzeugt.
Der Stator
Der Stator ist der feststehende Teil des Generators, der den Rotor umgibt. Der Stator liefert das Magnetfeld, das den Elektronenfluss im Draht des sich drehenden Rotors bewirkt. In größeren Generatoren sind die Magnete im Stator eigentlich Elektromagnete – Drahtschleifen um einen Eisenkern. Der Strom zum Antrieb der Elektromagnete kommt direkt vom Rotor. Dies bedeutet, dass es eine axilläre Methode gibt, die Elektromagnete mit Strom zu versorgen, bis der Rotor mit der Produktion beginnt Strom, aber das ist viel besser, als die riesigen Magnete zu haben, die man braucht, um eine große Generator. In kleinen Generatoren – wie den Generatoren, die von Fahrradrädern angetrieben werden, um Strom für Fahrradscheinwerfer zu liefern – befinden sich Permanentmagnete in den Statoren.
Die Ringe und Bürsten
Es muss eine Methode verwendet werden, um den im einzelnen Draht des Rotors erzeugten Strom zu erfassen und über ein Paar Drähte zu leiten. Standardmäßig werden die Enden des Rotordrahts an zwei Ringen an einem Ende des Rotors befestigt. Auf diesen Metallringen laufen Metallbürsten, und die Ausgangsdrähte des Generators sind an den beiden Metallbürsten befestigt. Das Magnetfeld des Stators bewirkt einen elektrischen Fluss in der Drahtwicklung des Rotors, wodurch jeder Ring werden in einem regelmäßigen Zyklus negativ und positiv, wenn der Rotor die Nord- und Südpole des Magneten passiert Feld. Die oszillierenden positiven und negativen Potenziale in den Ringen werden auf die Bürsten und dann die Drähte übertragen. Indem Sie jeden Ring in zwei Teile teilen und zwei Drähte in der Wicklung verwenden, können Sie sicherstellen, dass die positives Potential geht immer zum selben Draht und negatives Potential geht immer zum anderen Draht. Solid-Ring-Generatoren erzeugen Wechselstrom und Split-Ring-Generatoren erzeugen Gleichstrom.