Geradores são máquinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. A energia mecânica pode ser água caindo, pressão do vapor ou energia eólica. A eletricidade pode ser corrente alternada (AC) ou corrente contínua (DC). O princípio básico do gerador foi descoberto em 1820. As partes básicas de um gerador são fios, ímãs e um eixo rotativo. Quando um fio é movido através de um campo magnético, isso faz com que os elétrons do fio fluam.
O rotor
O rotor é o eixo central do gerador - é a parte que gira. Alguma forma de energia mecânica gira o rotor para gerar eletricidade. O rotor é apoiado em ambas as extremidades e é envolvido por laços contínuos de um único fio. O fio é geralmente fio de cobre esmaltado - o fio deve ser isolado de forma que quando as alças do fio enrolado se tocam não haja curto-circuito. A esmalte é a forma mais barata de isolar o fio e também fornece um isolamento fino para que o rotor possa ter o número máximo de enrolamentos. Quanto mais enrolamentos houver, mais eletricidade será gerada.
O estator
O estator é a parte fixa do gerador que circunda o rotor. O estator fornece o campo magnético que causará o fluxo de elétrons no fio do rotor giratório. Em geradores maiores, os ímãs no estator são na verdade eletroímãs - laços de fio ao redor de um núcleo de ferro. A eletricidade para alimentar os eletroímãs vem diretamente do rotor. Isso significa que existe um método axilar para alimentar os eletroímãs até que o rotor comece a produzir eletricidade, mas isso é muito melhor do que ter os enormes ímãs que seriam necessários para operar um grande gerador. Em pequenos geradores - como os geradores movidos a rodas de bicicleta para fornecer eletricidade aos faróis da bicicleta - existem ímãs permanentes nos estatores.
Os anéis e pincéis
Algum método deve ser usado para capturar a eletricidade gerada em um único fio do rotor e enviá-la por um par de fios. A maneira padrão de fazer isso é anexar as extremidades do fio do rotor a dois anéis em uma extremidade ou no rotor. Escovas de metal passam por esses anéis de metal e os fios de saída do gerador são presos às duas escovas de metal. O campo magnético do estator provoca um fluxo elétrico no enrolamento do fio do rotor que faz com que cada anel tornam-se negativos e positivos em um ciclo regular à medida que o rotor passa pelos pólos norte e sul do sistema magnético campo. Os potenciais positivos e negativos oscilantes nos anéis são transferidos para as escovas e, em seguida, para os fios. Ao dividir cada anel em duas partes e usar dois fios no enrolamento, você pode garantir que o o potencial positivo sempre vai para o mesmo fio e o potencial negativo sempre vai para o outro fio. Os geradores de anel sólido produzem corrente CA e os geradores de anel dividido geram corrente CC.