I generatori sono dispositivi che convertono l’energia meccanica in energia elettrica. Producono tensione inducendo un flusso di elettroni attraverso un conduttore, che si traduce in una differenza di potenziale elettrico, comunemente nota come tensione. Questa tensione viene generata quando un conduttore (solitamente una bobina di filo) si muove attraverso un campo magnetico o quando un campo magnetico si muove rispetto a un conduttore, come nel caso dell’induzione elettromagnetica. Questo principio viene utilizzato in vari tipi di generatori, come alternatori e dinamo, per generare elettricità per alimentare carichi elettrici.
I generatori producono simultaneamente sia tensione che corrente. Quando un generatore è collegato a un circuito, crea una forza elettromotrice (EMF) che fa fluire gli elettroni attraverso il circuito, producendo così una corrente elettrica. La quantità di corrente generata dipende dal carico collegato al generatore e dalle caratteristiche del generatore stesso, inclusi design, dimensioni e condizioni operative. Pertanto, i generatori sono fonti sia di tensione che di corrente, che insieme costituiscono energia elettrica.
La potenza prodotta da un generatore è il prodotto della tensione e della corrente che genera. La potenza è la velocità con cui l’energia elettrica viene trasferita o convertita dall’energia meccanica nel generatore. In termini matematici, la potenza (P) può essere calcolata utilizzando la formula P = V × I, dove V è la tensione e I è la corrente. I generatori convertono l’energia meccanica (ad esempio quella di una turbina, di un motore o di un altro motore primario) in energia elettrica attraverso la produzione di tensione e corrente, che sono componenti essenziali dei sistemi di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica.
Un generatore è infatti una fonte di tensione. Quando è in funzione, un generatore crea una differenza di tensione tra i suoi terminali o avvolgimenti a causa dell’induzione elettromagnetica. Questa differenza di tensione è ciò che guida il flusso di elettroni attraverso un circuito elettrico esterno, consentendo il funzionamento dei dispositivi elettrici. L’entità della tensione prodotta da un generatore dipende da fattori quali la velocità di rotazione (nel caso di generatori rotazionali), l’intensità del campo magnetico e il numero di spire delle bobine o degli avvolgimenti.
Per produrre tensione utilizzando un generatore, è necessario assicurarsi che il generatore sia azionato meccanicamente, in genere da un motore primo come una turbina a vapore, una turbina a gas, un motore diesel o una turbina idraulica. Quando il motore primo fa ruotare l’albero del generatore, induce un campo magnetico all’interno dello statore (parte stazionaria) o del rotore (parte rotante) del generatore. Questo campo magnetico interagisce con i conduttori (bobine di filo) all’interno del generatore, provocando il movimento degli elettroni e creando una differenza di potenziale (tensione) tra i terminali del generatore. Questa tensione generata può essere utilizzata direttamente o trasformata e trasmessa per alimentare dispositivi, sistemi e reti elettrici. Pertanto, azionando meccanicamente un generatore e garantendone il corretto funzionamento, è possibile produrre continuamente tensione per soddisfare la domanda di energia elettrica.