Motori e generatori sono dispositivi elettromagnetici. Hanno loop che trasportano corrente che ruotano in campi magnetici. Questo campo magnetico che cambia rapidamente produce forze elettromotrici, chiamate emfs o tensioni. I motori elettrici e i generatori sono l'opposto l'uno dell'altro. I motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica, mentre i generatori elettrici convertono l'energia meccanica in energia elettrica.

Edilizia

I motori elettrici e i generatori sono dotati di anelli portanti corrente che ruotano continuamente in un campo magnetico. I loop sono avvolti attorno a un nucleo di ferro chiamato un'armatura che rende più forte il campo magnetico all'interno di essi. La corrente nei cappi inverte la direzione causando l'armatura e quindi i cappi di ruotare costantemente. La direzione mutevole dei loop provoca la generazione di una fem indotta.

Emf è l'abbreviazione di forza elettromotrice. Non è una forza, ma è la differenza potenziale tra i terminali di un dispositivo che trasforma una forma di energia in energia elettrica. Una batteria, per esempio, converte l'energia chimica in energia elettrica, e così è una fonte di fem. Una differenza potenziale è una tensione.

L'emf indotta creata dal movimento dei loop diventa più grande e più rapidamente cambia il campo magnetico. Questa è la Legge di Induzione di Faraday, dal nome del suo scopritore, il famoso fisico Michael Faraday.

Generatori di CA

I generatori di CA sono opposti ai motori, perché convertono l'energia meccanica in quella elettrica. L'energia meccanica viene utilizzata per ruotare i loop nel campo magnetico e la fem generata è un'onda sinusoidale che varia nel tempo. Il vapore prodotto dalla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale è una fonte comune in paesi come gli Stati Uniti. In Europa, la fissione nucleare viene utilizzata per creare vapore. In alcune centrali idroelettriche, come quelle che si trovano a Niagara Falls, la pressione dell'acqua viene utilizzata per ruotare le turbine. Le turbine sono rotori con palette o pale. Vento e acqua non sono comunemente usati come combustibili fossili per le fonti di energia meccanica perché non sono così efficienti e costano di più.

Motori AC

I motori AC convertono l'energia elettrica in quella meccanica. Una corrente alternata viene utilizzata per ruotare i loop nel campo magnetico. La maggior parte dei motori CA produce corrente utilizzando l'induzione. Un elettromagnete causa il campo magnetico e utilizza la stessa tensione delle bobine.

Motori a corrente continua e generatori

Motori e generatori DC sono simili alle loro controparti AC, tranne che hanno un anello diviso chiamato un commutatore. Il commutatore è collegato a contatti elettrici chiamati spazzole. La direzione di cambiamento della corrente attraverso il commutatore fa ruotare l'armatura e quindi i cappi. Il campo magnetico in cui si trova l'armatura può essere un magnete permanente o un elettromagnete. I generatori DC hanno una emf generata è una corrente continua.

Motori rispetto ai generatori

Tutti i motori sono generatori. La fem in un generatore aumenta la sua efficienza, ma una fem in un motore contribuisce allo spreco di energia e all'inefficienza delle sue prestazioni. Una backff è una resistenza al cambiamento in un campo magnetico. Una retro emf appare in un motore dopo essere stata accesa, anche se non immediatamente. Riduce la corrente nel circuito e aumenta quando aumenta la velocità del motore. Ciò fa aumentare anche i requisiti di potenza del motore, specialmente in presenza di carichi molto grandi.