Elektromotoren en elektrische generatoren zijn beide apparaten die elektrische energie omzetten in mechanische energie of omgekeerd, maar ze werken in tegengestelde richtingen.
Een elektromotor zet elektrische energie om in mechanische energie. Het bestaat uit verschillende belangrijke onderdelen: een stator (stationair deel) en een rotor (roterend deel). Wanneer elektrische stroom door de motorwikkelingen vloeit, genereert deze een magnetisch veld dat in wisselwerking staat met het magnetische veld van de rotor, waardoor de rotor gaat draaien. Deze roterende beweging wordt gebruikt om machines, apparaten of andere mechanische belastingen aan te drijven. Elektromotoren worden veel gebruikt in verschillende toepassingen, van industriële machines tot huishoudelijke apparaten, vanwege hun efficiëntie en het vermogen om nauwkeurige controle over de rotatiesnelheid en het koppel te bieden.
Elektrische generatoren daarentegen zetten mechanische energie om in elektrische energie. Ze werken volgens het principe van elektromagnetische inductie, waarbij een geleider (meestal draadspoelen) binnen een magnetisch veld roteert en een elektrische stroom genereert. De belangrijkste componenten van een generator zijn onder meer een rotor (roterend deel) en een stator (stationair deel). De mechanische energie om de generator aan te drijven kan afkomstig zijn van bronnen zoals turbines (stoom-, gas- of waterturbines), windturbines of verbrandingsmotoren. Generatoren zijn van cruciaal belang voor de elektriciteitsopwekking in energiecentrales en voor het leveren van back-upstroom in verschillende omgevingen, waardoor een betrouwbare elektriciteitsvoorziening wordt gegarandeerd.
De relatie tussen elektrische generatoren en elektromotoren ligt in hun operationele principes, die worden beheerst door elektromagnetisme. Terwijl motoren elektrische energie omzetten in mechanische energie om werk te verrichten, vervullen generatoren de tegenovergestelde functie door mechanische energie (van een krachtbron) om te zetten in elektrische energie. Deze wederzijdse relatie demonstreert de fundamentele rol van elektromagnetisme in beide apparaten, waardoor de efficiënte conversie en het gebruik van energie in verschillende toepassingen mogelijk wordt.
Elektrische stroom verwijst naar de stroom van elektrische lading door een geleider, meestal gedragen door elektronen die door een circuit bewegen. Het is de beweging van deze geladen deeltjes die elektrische stroom vormt, wat gelijkstroom (DC) kan zijn, waarbij elektronen in één richting stromen, of wisselstroom (AC), waarbij elektronen heen en weer oscilleren. Een elektrische generator daarentegen is een apparaat dat elektrische stroom opwekt door mechanische energie om te zetten in elektrische energie door middel van elektromagnetische inductie. In wezen vertegenwoordigt elektrische stroom de stroom van elektronen binnen een circuit, terwijl een elektrische generator een apparaat is dat deze stroom van elektronen produceert door andere vormen van energie om te zetten in elektrische energie.
Elektromotoren kunnen onder bepaalde omstandigheden inderdaad als generator worden gebruikt. Wanneer een motor mechanisch wordt rondgedraaid (hetzij door een externe kracht, hetzij door een andere motor), kan deze elektriciteit opwekken. Dit fenomeen staat bekend als regeneratief remmen in elektrische voertuigen of als generator in windturbines waar mechanische energie (uit de wind) wordt omgezet in elektrische energie. Niet alle elektromotoren zijn echter ontworpen om effectief als generator te functioneren vanwege verschillen in ontwerp en operationele kenmerken.
De verschillende onderdelen van een elektromotor en een generator delen enkele overeenkomsten vanwege hun gemeenschappelijke werkingsprincipes, maar hebben ook verschillende componenten die zijn afgestemd op hun specifieke functies. In een elektromotor omvatten essentiële onderdelen de stator (waarin de motorwikkelingen zijn ondergebracht), de rotor (het roterende deel dat in wisselwerking staat met het magnetische veld), lagers (om een soepele rotatie te ondersteunen en te vergemakkelijken) en borstels of commutatoren (voor het overbrengen van elektrisch vermogen aan de rotorwikkelingen). Een generator daarentegen bevat componenten zoals een rotor (om het magnetische veld op te wekken), stator (om stroom in de wikkelingen te induceren), sleepringen of borstels (voor het overbrengen van elektrisch vermogen) en koelsystemen (om de warmte af te voeren die tijdens bedrijf wordt gegenereerd ). Deze componenten zijn ontworpen om energie efficiënt om te zetten tussen elektrische en mechanische vormen op basis van de beoogde functie van het apparaat als motor of generator.