Sadržaj
Generatori su strojevi koji pretvaraju mehaničku energiju u električnu. Mehanička energija može biti pada vode, parni tlak ili snaga vjetra. Električna energija može biti ili izmjenična struja (AC) ili istosmjerna struja (DC). Osnovno načelo generatora otkriveno je 1820. Osnovni dijelovi generatora su žica, magneti i rotirajuća osovina. Kada se žica pomiče kroz magnetsko polje, ona prouzrokuje protok elektrona u žici.
Rotor
Rotor je središnja os generatora - to je dio koji se okreće. Neki oblik mehaničke energije okreće rotor za stvaranje električne energije. Rotor je podržan na oba kraja i omotan je neprekidnim petljama od jedne žice. Žica je obično emajlirana bakrena žica - žica mora biti izolirana tako da kad se petlje namotane žice dodiruju jedna s drugom, nema kratkog spoja. Emajliranje je najjeftiniji način izolacije žice, a pruža i tanku izolaciju, tako da rotor može imati najveći broj namotaja. Što više namotaja postoji, više će se proizvesti električne energije.
Stator
Stator je fiksni dio generatora koji okružuje rotor. Stator pruža magnetsko polje koje će uzrokovati protok elektrona u žici rotora. U većim generatorima magneti u statoru zapravo su elektromagneti - petlje žice oko željezne jezgre. Struja za napajanje elektromagneta dolazi izravno iz rotora. To znači da postoji aksilarna metoda za napajanje elektromagneta sve dok rotor ne počne proizvoditi električnu energiju, ali to je puno bolje nego imati ogromne magnete koji bi bili potrebni za rad velikog generatora. U malim generatorima - poput generatora koje pokreću kotači za bicikle kako bi osigurali struju za prednja svjetla bicikla - u statorima se nalaze trajni magneti.
Prstenovi i četke
Mora se primijeniti određena metoda za hvatanje električne energije proizvedene u jednostrukoj žici rotora i to niz para žica. Standardni način da to učinite jest pričvršćivanje krajeva žice rotora na dva prstena na jednom kraju ili rotora. Metalne četke voze se na tim metalnim prstenovima, a izlazne žice generatora su pričvršćene na dvije metalne četke. Magnetsko polje statora uzrokuje električni tok u žicama namotaja rotora zbog čega svaki prsten u normalnom ciklusu postaje negativan i pozitivan dok rotor prolazi kroz sjeverni i južni pol magnetskog polja. Oscilirajući pozitivni i negativni potencijali u prstenima prenose se u četke, a potom niz žice. Podjelom svakog prstena na dva dijela i korištenjem dviju žica u namotu možete osigurati da pozitivni potencijal uvijek ide na istu žicu, a negativni potencijal uvijek na drugu žicu. Generatori s čvrstim prstenom proizvode izmjeničnu struju, a generatori sa podijeljenim prstenom stvaraju istosmjernu struju.