Motori i generatori su elektromagnetski uređaji. Imaju strujne petlje koje se okreću u magnetskim poljima. Ovo magnetsko polje koje se brzo mijenja stvara elektromotorne sile, koje se nazivaju emfs ili naponi. Elektromotori i generatori međusobno su suprotni. Elektromotori električnu energiju pretvaraju u mehaničku, dok električni generatori mehaničku energiju pretvaraju u električnu.
Građevinarstvo
Elektromotori i generatori imaju petlje koje nose struju i koje se kontinuirano okreću u magnetskom polju. Petlje su omotane oko željezne jezgre koja se naziva armatura koja čini magnetsko polje unutar njih jačim. Struja u petljama okreće se u smjeru zbog čega se armatura, a time i petlje neprestano okreću. Promjena smjera petlji uzrokuje generiranje inducirane emf.
Emf je kratica za elektromotornu silu. To nije sila, već je potencijalna razlika između stezaljki uređaja koji jedan oblik energije mijenja u električnu. Na primjer, baterija pretvara kemijsku energiju u električnu, a takav je i izvor emf. Razlika potencijala je napon.
Inducirani emf stvoren kretanjem petlji postaje veći što se magnetsko polje brže mijenja. Ovo je Faradayev Zakon indukcije, nazvan po njegovom otkrivaču, slavnom fizičaru Michaelu Faradayu.
AC generatori
Generatori izmjenične struje suprotni su od motora, jer pretvaraju mehaničku energiju u električnu. Mehanička energija koristi se za rotaciju petlji u magnetskom polju, a generirani emf je sinusni val koji se mijenja u vremenu. Para izrađena od izgaranja fosilnih goriva poput ugljena, nafte i prirodnog plina čest je izvor u zemljama poput Sjedinjenih Država. U Europi se nuklearna fisija koristi za stvaranje pare. U nekim hidroelektranama, poput onih koje se nalaze na slapovima Niagara, tlak vode koristi se za okretanje turbina. Turbine su rotori s lopaticama ili lopaticama. Vjetar i voda se obično ne koriste kao fosilna goriva za mehaničke izvore energije jer nisu toliko učinkoviti i skuplji.
Izmjenični motori
AC motori pretvaraju električnu energiju u mehaničku. Izmjenična struja koristi se za rotaciju petlji u magnetskom polju. Većina izmjeničnih motora proizvodi struju pomoću indukcije. Elektromagnet uzrokuje magnetsko polje i koristi isti napon kao i zavojnice.
Istosmjerni motori i generatori
Istosmjerni motori i generatori slični su njihovim izmjeničnim kolegama, osim što imaju podijeljeni prsten koji se naziva komutator. Komutator je pričvršćen na električne kontakte koji se nazivaju četke. Promjena smjera struje kroz komutator uzrokuje okretanje armature, a time i petlji. Magnetsko polje u koje se armatura pretvara može biti trajni magnet ili elektromagnet. DC generatori imaju generiranu emf istosmjernu struju.
Motori u usporedbi s generatorima
Svi motori su generatori. Emf u generatoru povećava njegovu učinkovitost, ali emf u motoru doprinosi rasipanju energije i neučinkovitosti u njegovom radu. Stražnji emf otpor je promjeni magnetskog polja. Stražnji emf pojavljuje se u motoru nakon što je uključen, ali ne odmah. Smanjuje struju u petlji i postaje sve veća kako se brzina motora povećava. To dovodi do povećanja zahtjeva za snagom motora, posebno pod vrlo velikim opterećenjima.
