Les générateurs sont des machines qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique. L'énergie mécanique peut être la chute d'eau, la pression de vapeur ou l'énergie éolienne. L'électricité peut être soit le courant alternatif (AC) ou le courant continu (DC). Le principe de base du générateur a été découvert en 1820. Les parties de base d'un générateur sont le fil, les aimants et un axe de rotation. Quand un fil est déplacé à travers un champ magnétique, il fait circuler les électrons dans le fil.
Le rotor
Le rotor est l'axe central du générateur - c'est la partie qui se tourne. Une certaine forme d'énergie mécanique tourne le rotor pour générer l'électricité. Le rotor est soutenu aux deux extrémités et il est enveloppé de boucles continues d'un seul fil. Le fil est habituellement un fil de cuivre émaillé - le fil doit être isolé de sorte que lorsque les boucles du fil enroulé se touchent, il n'y a pas de court-circuit. L'émaillage est le moyen le moins coûteux d'isoler le fil et il fournit également une isolation mince afin que le rotor puisse avoir le nombre maximum d'enroulements. Plus il y a d'enroulements, plus l'électricité sera produite.
Le Stator
Le stator est la partie fixe du générateur qui entoure le rotor. Le stator fournit le champ magnétique qui provoquera le flux d'électrons dans le fil du rotor en rotation. Dans les générateurs de plus grande taille, les aimants du stator sont en fait des électro-aimants - des boucles de fil autour d'un noyau de fer. L'électricité pour alimenter les électro-aimants provient directement du rotor. Cela signifie qu'il existe une méthode axillaire pour alimenter les électro-aimants jusqu'à ce que le rotor commence à produire de l'électricité, mais c'est beaucoup mieux que d'avoir les énormes aimants qui seraient nécessaires pour faire fonctionner un grand générateur. Dans les petits générateurs - comme les générateurs alimentés par des roues de bicyclettes pour fournir de l'électricité aux phares de bicyclettes - il y a des aimants permanents dans les stators.
Les anneaux et les brosses
Une méthode doit être utilisé pour capturer l'électricité produite dans le fil unique du rotor et l'envoyer par une paire de fils. La manière standard de faire ceci est de fixer les extrémités du fil du rotor à deux anneaux à une extrémité ou au rotor. Des brosses métalliques montent sur ces anneaux métalliques et les fils de sortie du générateur sont fixés aux deux brosses métalliques. Le champ magnétique du stator provoque un écoulement électrique dans l'enroulement de fil du rotor qui fait que chaque anneau devient négatif et positif dans un cycle régulier lorsque le rotor dépasse les pôles nord et sud du champ magnétique. Les potentiels oscillants positifs et négatifs dans les anneaux sont transférés aux balais, puis descendent dans les fils. En divisant chaque anneau en deux parties et en utilisant deux fils dans l'enroulement, vous pouvez vous assurer que le potentiel positif va toujours au même fil et le potentiel négatif va toujours à l'autre fil. Les générateurs à anneau solide produisent du courant alternatif et les générateurs à anneau divisé génèrent du courant continu.
