Grundmaterial som används i en elektrisk generator

Generatorer är maskiner som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Den mekaniska energin kan vara fallande vatten, ångtryck eller vindkraft. Elen kan vara antingen växelström (AC) eller likström (DC). Generatorns grundläggande princip upptäcktes 1820. De grundläggande delarna av en generator är tråd, magneter och en roterande axel. När en tråd förflyttas genom ett magnetfält får den elektronerna i ledningen att strömma.

Rotorn är generatorns centrala axel - det är den del som svänger. Någon form av mekanisk energi vrider rotorn för att generera el. Rotorn stöds i båda ändar och är lindad med kontinuerliga öglor av en enda tråd. Tråden är vanligtvis emaljerad koppartråd - tråden måste isoleras så att det inte finns någon kortslutning när lindningarna på den lindade tråden berör varandra. Emaljering är det billigaste sättet att isolera tråden och det ger också en tunn isolering så att rotorn kan ha maximalt antal lindningar. Ju fler lindningar det är, desto mer el kommer att genereras.

Statoren är den fasta delen av generatorn som omger rotorn. Statorn tillhandahåller det magnetiska fältet som kommer att orsaka elektronflöden i den roterande rotorn. I större generatorer är magneterna i statorn faktiskt elektromagneter - trådslingor runt en järnkärna. Elen för att driva elektromagneterna kommer direkt från rotorn. Detta innebär att det finns en axillär metod för att driva elektromagneterna tills rotorn börjar producera el, men det här är mycket bättre än att ha de enorma magneter som skulle behövas för att driva en stor generator. I små generatorer - som generatorer som drivs av cykelhjul för att ge el till cykelstrålkastare - finns det permanentmagneter i statorerna.

Någon metod måste användas för att fånga upp den el som genereras i rotorns enda ledning och skicka ner den ett par ledningar. Det vanliga sättet att göra detta är att fästa ändarna på rotortråden i två ringar i ena änden eller på rotorn. Metallborstar rider på dessa metallringar och utgångsledningarna från generatorn är fästa på de två metallborstarna. Statorns magnetfält orsakar ett elektriskt flöde i rotorns trådlindning som får varje ring att bli negativ och positiv i en regelbunden cykel när rotorn passerar magnetens norra och södra poler fält. De oscillerande positiva och negativa potentialerna i ringarna överförs till borstarna och sedan ner ledningarna. Genom att dela upp varje ring i två delar och använda två ledningar i lindningen kan du försäkra dig om att positiv potential går alltid till samma tråd och den negativa potentialen går alltid till den andra tråd. Solid-ringgeneratorer producerar växelström och splitringgeneratorer genererar likström.