Tartalom
A generátorok olyan gépek, amelyek a mechanikus energiát elektromos energiává alakítják. A mechanikai energia lehet eső víz, gőznyomás vagy szélenergia. Az áram lehet váltakozó áramú (AC) vagy egyenáramú (DC). A generátor alapelvét 1820-ban fedezték fel. A generátor alapvető részei a huzal, a mágnesek és a forgó tengely. Ha egy huzalt egy mágneses mezőn mozgatnak, ez a huzalban lévő elektronok áramlását okozza.
A forgórész
A forgórész a generátor központi tengelye - ez az a rész, amely forog. A mechanikus energia valamilyen formája elforgatja a forgórészt az elektromos áram előállításához. A forgórész mindkét végén támaszkodik, és egyetlen huzalból álló folyamatos hurkokkal van csomagolva. A huzal általában zománcozott rézhuzal - a huzalt úgy kell szigetelni, hogy amikor a seb huzalának hurkai érintkeznek, nincs rövidzárlat. A zománcozás a legolcsóbb módszer a huzal szigetelésére, és vékony szigetelést is biztosít, így a rotor maximális tekercsekkel rendelkezik. Minél több tekercs van, annál több áramot termel.
Az állomás
Az állórész a generátor rögzített része, amely a forgórészt körülveszi. Az állórész biztosítja a mágneses teret, amely az elektronok áramlását okozza a forgó rotor huzalában. Nagyobb generátorokban az állórész mágnesei valójában elektromágnesek - huzalhurkok egy vasmag körül. Az elektromágnesek tápellátása közvetlenül a forgórészből származik. Ez azt jelenti, hogy van egy axilláris módszer az elektromágnesek táplálására, amíg a rotor meg nem kezdi az áramtermelést, de ez sokkal jobb, mint ha rendelkeznénk a hatalmas mágnesekkel, amelyekre szükség lenne egy nagy generátor működtetéséhez. A kisméretű generátorokban - mint például azok a generátorok, amelyeket kerékpár kerekek hajtanak, hogy áramot biztosítsanak a kerékpár fényszóróihoz - állandó mágnesek vannak az állórészekben.
A gyűrűk és kefék
Valamilyen módszert kell alkalmazni a forgórész egyetlen huzalában előállított villamos energia begyűjtésére és egy pár huzal levezetésére. Ennek szokásos módja az, ha a rotorhuzal végét az egyik végén lévő két gyűrűhöz vagy a forgórészhez erősítjük. Fémkefék haladnak ezeken a fémgyűrűkön, és a generátor kimeneti vezetékei a két fémkeféhez vannak rögzítve. Az állórész mágneses tere elektromos áramlást okoz a rotor huzaltekercselésében, melynek eredményeként minden gyűrű negatív és pozitívvá válik egy szabályos ciklusban, amikor a rotor áthalad a mágneses mező északi és déli pólusán. A gyűrűk oszcilláló pozitív és negatív potenciálja átkerül a kefékbe, majd le a vezetékekre. Ha az egyes gyűrűket két részre osztja és két vezetéket használ a tekercsben, biztosíthatja, hogy a pozitív potenciál mindig ugyanazon huzalra megy, és a negatív potenciál mindig a másik huzalra megy. A szilárd gyűrűs generátorok váltakozó áramot, míg a osztott gyűrűs generátorok egyenáramot generálnak.