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Geradores são máquinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. A energia mecânica pode estar caindo água, pressão de vapor ou energia eólica. A eletricidade pode ser corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). O princípio básico do gerador foi descoberto em 1820. As partes básicas de um gerador são fios, ímãs e um eixo rotativo. Quando um fio é movido através de um campo magnético, faz com que os elétrons no fio fluam.
O rotor
O rotor é o eixo central do gerador - é a parte que gira. Alguma forma de energia mecânica gira o rotor para gerar eletricidade. O rotor é suportado nas duas extremidades e é enrolado com loops contínuos de um único fio. O fio é geralmente fio de cobre esmaltado - o fio deve ser isolado para que, quando os laços do fio enrolado se toquem, não haja curto-circuito. A esmaltagem é a maneira mais barata de isolar o fio e também fornece um isolamento fino para que o rotor possa ter o número máximo de enrolamentos. Quanto mais enrolamentos houver, mais eletricidade será gerada.
O estator
O estator é a parte fixa do gerador que circunda o rotor. O estator fornece o campo magnético que causará o fluxo de elétrons no fio do rotor giratório. Em geradores maiores, os ímãs no estator são na verdade eletroímãs - laços de fio em torno de um núcleo de ferro. A eletricidade para alimentar os eletroímãs vem diretamente do rotor. Isso significa que existe um método axilar para alimentar os eletroímãs até que o rotor comece a produzir eletricidade, mas isso é muito melhor do que ter os imensos imensos necessários para operar um grande gerador. Em pequenos geradores - como os geradores movidos a rodas de bicicleta para fornecer eletricidade aos faróis de bicicletas - existem ímãs permanentes nos estatores.
Os anéis e pincéis
Algum método deve ser usado para capturar a eletricidade gerada no único fio do rotor e diminuir um par de fios. A maneira padrão de fazer isso é conectar as extremidades do fio do rotor a dois anéis em uma extremidade ou no rotor. As escovas de metal são montadas nesses anéis de metal e os fios de saída do gerador são conectados às duas escovas de metal. O campo magnético do estator causa um fluxo elétrico no enrolamento do fio do rotor que faz com que cada anel se torne negativo e positivo em um ciclo regular, à medida que o rotor passa pelos pólos norte e sul do campo magnético. Os potenciais positivos e negativos oscilantes nos anéis são transferidos para as escovas e depois para os fios. Dividindo cada anel em duas partes e usando dois fios no enrolamento, você pode garantir que o potencial positivo sempre vá para o mesmo fio e o potencial negativo sempre para o outro fio. Geradores de anel sólido produzem corrente CA e geradores de anel dividido geram corrente CC.