I generatori sono macchine che convertono l'energia meccanica in energia elettrica. L'energia meccanica può essere la caduta dell'acqua, la pressione del vapore o l'energia eolica. L'elettricità può essere sia in corrente alternata (AC) che in corrente continua (DC). Il principio di base del generatore fu scoperto nel 1820. Le parti fondamentali di un generatore sono filo, magneti e un asse rotante. Quando un filo viene spostato attraverso un campo magnetico, fa fluire gli elettroni nel filo.
il rotore
Il rotore è l'asse centrale del generatore, è la parte che gira. Una qualche forma di energia meccanica fa girare il rotore per generare elettricità. Il rotore è supportato ad entrambe le estremità ed è avvolto con anelli continui di un unico filo. Il filo è solitamente un filo di rame smaltato: il filo deve essere isolato in modo che quando le spire del filo avvolto si toccano non si verifica un cortocircuito. La smaltatura è il modo più economico per isolare il filo e fornisce anche un isolamento sottile in modo che il rotore possa avere il numero massimo di avvolgimenti. Più avvolgimenti ci sono, più elettricità verrà generata.
lo statore
Lo statore è la parte fissa del generatore che circonda il rotore. Lo statore fornisce il campo magnetico che causerà il flusso di elettroni nel filo del rotore rotante. Nei generatori più grandi, i magneti nello statore sono in realtà elettromagneti: anelli di filo attorno a un nucleo di ferro. L'elettricità per alimentare gli elettromagneti proviene direttamente dal rotore. Ciò significa che esiste un metodo ascellare per alimentare gli elettromagneti fino a quando il rotore non inizia a produrre elettricità, ma questo è molto meglio che avere gli enormi magneti che sarebbero necessari per far funzionare un grande Generatore. Nei piccoli generatori, come i generatori alimentati da ruote di bicicletta per fornire elettricità ai fari delle biciclette, ci sono magneti permanenti negli statori.
Gli anelli e le spazzole
È necessario utilizzare un metodo per catturare l'elettricità generata nel singolo filo del rotore e inviarla lungo una coppia di fili. Il modo standard per farlo è attaccare le estremità del filo del rotore a due anelli a un'estremità o al rotore. Le spazzole metalliche corrono su questi anelli metallici e i fili di uscita dal generatore sono collegati alle due spazzole metalliche. Il campo magnetico dello statore provoca un flusso elettrico nell'avvolgimento del filo del rotore che fa sì che ogni anello si sposti diventano negativi e positivi in un ciclo regolare mentre il rotore passa i poli nord e sud del magnete campo. I potenziali oscillanti positivo e negativo negli anelli vengono trasferiti alle spazzole e quindi lungo i fili. Dividendo ogni anello in due parti e usando due fili nell'avvolgimento, puoi assicurarti che il il potenziale positivo va sempre allo stesso filo e il potenziale negativo va sempre all'altro filo. I generatori ad anello solido producono corrente alternata e i generatori ad anello diviso generano corrente continua.