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Los generadores son máquinas que convierten la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica puede ser caída de agua, presión de vapor o energía eólica. La electricidad puede ser corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). El principio básico del generador fue descubierto en 1820. Las partes básicas de un generador son alambre, imanes y un eje giratorio. Cuando un cable se mueve a través de un campo magnético, hace que los electrones fluyan.
El rotor
El rotor es el eje central del generador, es la parte que gira. Alguna forma de energía mecánica hace girar el rotor para generar electricidad. El rotor está soportado en ambos extremos y está envuelto con bucles continuos de un solo cable. El cable generalmente es de cobre esmaltado; el cable debe aislarse de modo que cuando los lazos del cable enrollado se toquen entre sí, no haya cortocircuito. El esmaltado es la forma más barata de aislar el cable y también proporciona un aislamiento delgado para que el rotor pueda tener el número máximo de vueltas. Cuantos más devanados haya, más electricidad se generará.
El estator
El estator es la parte fija del generador que rodea el rotor. El estator proporciona el campo magnético que provocará el flujo de electrones en el cable del rotor giratorio. En generadores más grandes, los imanes en el estator son en realidad electroimanes: bucles de alambre alrededor de un núcleo de hierro. La electricidad para alimentar los electroimanes proviene directamente del rotor. Esto significa que existe un método axilar para alimentar los electroimanes hasta que el rotor comience a producir electricidad, pero esto es mucho mejor que tener los enormes imanes que serían necesarios para operar un generador grande. En los generadores pequeños, como los generadores que funcionan con ruedas de bicicleta para proporcionar electricidad a los faros de las bicicletas, hay imanes permanentes en los estatores.
Los anillos y los pinceles
Se debe utilizar algún método para capturar la electricidad generada en el cable único del rotor y bajarlo por un par de cables. La forma estándar de hacerlo es unir los extremos del cable del rotor a dos anillos en un extremo o al rotor. Las escobillas metálicas se montan en estos anillos metálicos, y los cables de salida del generador están unidos a las dos escobillas metálicas. El campo magnético del estator provoca un flujo eléctrico en el devanado de alambre del rotor que hace que cada anillo se vuelva negativo y positivo en un ciclo regular a medida que el rotor pasa por los polos norte y sur del campo magnético. Los potenciales positivos y negativos oscilantes en los anillos se transfieren a los cepillos y luego a los cables. Al dividir cada anillo en dos partes y usar dos cables en el devanado, puede asegurarse de que el potencial positivo siempre vaya al mismo cable y el potencial negativo siempre vaya al otro cable. Los generadores de anillo sólido producen corriente alterna, y los generadores de anillo dividido generan corriente continua.