Quali sono le parti di un generatore di corrente alternata?

I dispositivi che funzionano con energia elettrica (telefoni, computer, lavastoviglie e macchine per il caffè) vengono utilizzati quotidianamente e ci semplificano la vita. L'elettricità viene portata nelle nostre case con l'uso di generatori elettrici. I moderni generatori elettrici funzionano sulla stessa base del generatore inventato da Michael Faraday nel 1831. I generatori più comunemente usati sono generatori di corrente alternata (corrente alternata), che sono i generatori di energia giornalieri.

Un generatore elettrico è un dispositivo che converte l'energia meccanica in energia elettrica. La legge che lo governa è il principio dell'"induzione elettromagnetica" inventato da Faraday. Il principio afferma che un campo magnetico variabile provoca una tensione in un conduttore. Esistono due tipi di generatori elettrici: generatori AC e DC (corrente continua). Il generatore CA produce corrente che inverte continuamente la direzione e il generatore CC produce corrente che scorre solo in una direzione.

Le parti fondamentali di un generatore di corrente alternata sono la potenza meccanica, i magneti e uno o più rotori. Senza nessuna di queste parti, l'elettricità non può essere prodotta. Ogni parte ha il suo ruolo.

Ogni atomo è costituito da un numero uguale di protoni (positivi) ed elettroni (negativi). Alcuni materiali (chiamati conduttori) hanno elettroni liberamente trattenuti che possono fluire da un atomo all'altro. Il flusso di elettroni è chiamato elettricità. Un magnete può facilmente causare un flusso di elettroni da un atomo all'altro. Quando un magnete si avvicina a un filo, la forza del magnete fa fluire gli elettroni e quindi produce elettricità. All'interno di un generatore di corrente alternata uno o più rotori (bobine di filo), messi in movimento da una forza meccanica, ruotano all'interno di un campo magnetico.

L'energia meccanica viene utilizzata da un generatore di corrente alternata per produrre elettricità. Fonti come acqua, vento o carbone possono essere utilizzate per mettere in moto i rotori all'interno di un generatore. Il tipo più semplice di generatore viene messo in movimento da una manovella. I generatori più grandi possono essere messi in movimento da turbine eoliche o idrauliche, aria compressa o motori a combustione interna. Ad esempio: se un fiume scorre attraverso o vicino a una città, la fonte di energia meccanica è il flusso d'acqua.

Il magnete è un materiale che produce un campo magnetico. Ha un polo nord e un polo sud e attrae materiali ferromagnetici (metalli che sono attratti dal magnete e che possono essere magnetizzati come ferro, nichel o cobalto). All'interno di un generatore di corrente alternata, un magnete crea un campo magnetico tra il polo nord e il polo sud. Quando il rotore si sposta tra il polo nord e il polo sud del magnete, gli elettroni nella bobina iniziano a fluire.

Il rotore è una bobina di filo che ruota all'interno del campo magnetico. Il materiale utilizzato per il filo deve essere un buon conduttore (costituito da atomi con elettroni liberamente trattenuti). Quando il filo è vicino al polo sud, gli elettroni fluiscono in una direzione e quando è vicino al polo nord, gli elettroni fluiscono nell'altra direzione. Poiché il filo gira dal polo nord al polo sud del magnete e di nuovo al polo nord e così via, la corrente elettrica inverte costantemente la direzione.