Generatoarele sunt mașini care transformă energia mecanică în energie electrică. Energia mecanică poate fi căderea apei, presiunea aburului sau energia eoliană. Electricitatea poate fi fie curent alternativ (AC), fie curent continuu (DC). Principiul de bază al generatorului a fost descoperit în 1820. Părțile de bază ale unui generator sunt sârmă, magneți și o axă rotativă. Când un fir este deplasat printr-un câmp magnetic, acesta determină curgerea electronilor din fir.
Rotorul
Rotorul este axa centrală a generatorului - este partea care se rotește. O anumită formă de energie mecanică întoarce rotorul pentru a genera electricitate. Rotorul este susținut la ambele capete și este înfășurat cu bucle continue ale unui singur fir. Sârmă este de obicei sârmă de cupru emailată - firul trebuie izolat astfel încât atunci când buclele firului înfășurat se ating între ele să nu existe scurtcircuit. Emaierea este cel mai ieftin mod de a izola firul și oferă, de asemenea, o izolație subțire, astfel încât rotorul să poată avea numărul maxim de înfășurări. Cu cât sunt mai multe înfășurări, cu atât se va genera mai multă energie electrică.
Stator
Statorul este partea fixă a generatorului care înconjoară rotorul. Statorul asigură câmpul magnetic care va provoca fluxul de electroni în firul rotorului rotativ. La generatoarele mai mari, magneții din stator sunt de fapt electromagneti - bucle de sârmă în jurul unui miez de fier. Electricitatea pentru alimentarea electromagnetilor provine direct din rotor. Aceasta înseamnă că există o metodă axilară pentru a alimenta electromagnetii până când rotorul începe să producă electricitate, dar acest lucru este mult mai bun decât să ai magneții enormi care ar fi necesari pentru a funcționa într-un mare generator. La generatoarele mici - cum ar fi generatoarele care sunt alimentate cu roți de bicicletă pentru a furniza electricitate farurilor biciclete - există magneți permanenți în statori.
Inelele și pensulele
Trebuie folosită o metodă pentru a capta electricitatea generată în firul unic al rotorului și a-l trimite în jos o pereche de fire. Modul standard de a face acest lucru este să atașați capetele firului rotorului la două inele la un capăt sau la rotor. Periile metalice circulă pe aceste inele metalice, iar firele de ieșire de la generator sunt atașate la cele două perii metalice. Câmpul magnetic al statorului provoacă un flux electric în înfășurarea firului rotorului, care determină fiecare inel devin negative și pozitive într-un ciclu regulat pe măsură ce rotorul trece de polul nord și sud al magnetului camp. Potențialele oscilante pozitive și negative din inele sunt transferate pe perii și apoi pe fire. Prin împărțirea fiecărui inel în două părți și utilizarea a două fire în înfășurare, vă puteți asigura că potențialul pozitiv merge întotdeauna la același fir și potențialul negativ merge întotdeauna la celălalt sârmă. Generatoarele cu inel solid produc curent alternativ, iar generatoarele cu inel divizat generează curent continuu.