I generatori sono macchine che convertono l'energia meccanica in energia elettrica. L'energia meccanica può essere l'acqua che cade, la pressione del vapore o l'energia eolica. L'elettricità può essere alternata (CA) o corrente continua (CC). Il principio di base del generatore fu scoperto nel 1820. Le parti fondamentali di un generatore sono filo, magneti e un asse rotante. Quando un filo viene mosso attraverso un campo magnetico, fa scorrere gli elettroni nel filo.
Il rotore
Il rotore è l'asse centrale del generatore - è la parte che giri. Una qualche forma di energia meccanica trasforma il rotore in elettricità. Il rotore è supportato su entrambe le estremità ed è avvolto da loop continui di un singolo filo. Il filo è solitamente filo di rame smaltato - il filo deve essere isolato in modo tale che quando i cappi del filo della ferita si toccano l'un l'altro non c'è cortocircuito. La smaltatura è il modo più economico per isolare il filo e fornisce anche un isolamento sottile in modo che il rotore possa avere il numero massimo di avvolgimenti. Più sono disponibili gli avvolgimenti, più elettricità verrà generata.
Lo statore
Lo statore è la parte fissa del generatore che circonda il rotore. Lo statore fornisce il campo magnetico che causerà il flusso di elettroni nel filo del rotore che gira. Nei generatori più grandi, i magneti nello statore sono in realtà degli elettromagneti: anelli di filo attorno a un nucleo di ferro. L'elettricità per alimentare gli elettromagneti arriva direttamente dal rotore. Ciò significa che esiste un metodo ascellare per alimentare gli elettromagneti fino a quando il rotore inizia a produrre elettricità, ma questo è molto meglio che avere gli enormi magneti che sarebbero necessari per far funzionare un grande generatore. Nei piccoli generatori - come i generatori che sono alimentati da ruote di bicicletta per fornire elettricità ai fari delle biciclette - ci sono magneti permanenti negli statori.
Gli anelli e i pennelli
Qualche metodo deve essere utilizzato per catturare l'elettricità generata nel singolo filo del rotore e inviarlo verso il basso una coppia di fili. Il modo standard per farlo è quello di collegare le estremità del filo del rotore a due anelli ad una estremità o al rotore. Spazzole di metallo viaggiano su questi anelli di metallo e i fili di uscita del generatore sono collegati alle due spazzole di metallo. Il campo magnetico dello statore provoca un flusso elettrico nell'avvolgimento del filo del rotore che fa sì che ciascun anello diventi negativo e positivo in un ciclo regolare mentre il rotore supera i poli nord e sud del campo magnetico. I potenziali oscillanti positivi e negativi negli anelli vengono trasferiti alle spazzole e quindi giù per i fili. Separando ciascun anello in due parti e utilizzando due fili nell'avvolgimento, è possibile assicurare che il potenziale positivo vada sempre allo stesso filo e il potenziale negativo vada sempre all'altro filo. I generatori ad anello solido producono corrente CA e i generatori ad anello diviso generano corrente continua.
