Solpaneler och bränsleceller producerar både el, men när man talar om generatorer refererar de flesta till bränsledrivna motorer som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Dessa generatorer kan vara tillräckligt kompakta för att leverera el till en enda apparat eller tillräckligt stor för att driva en hel stad. Mekaniska generatorer, både stora och små, litar på elektromagnetisk induktion, ett fenomen som hör samman med Michael Faraday, den engelska fysikern som upptäckte den 1831.

Elektromagnetisk induktion

Faraday upptäckte att ett föränderligt magnetfält vinkelrätt mot en ledande ledning skapade en spänning i tråden. Om tråden bildar en sluten krets kommer en ström att strömma genom den. Följden är att strömmen som strömmar genom en ledare ger ett magnetfält, vilket är principen bakom elektromagneterna. När tråden är inslagen i en spole kunde Faraday bestämma att den inducerade spänningen - och därmed mängden elektrisk ström - är proportionell mot antalet varv i spolen såväl som förändringshastigheten för magnetfältet .

Användning av induktion för att generera el

De flesta generatorer består av två komponenter som i kombination producerar el. Strömmen alstras i statoren, en solid järnkärna runt vilken slingas en ledande metallspole som ansluter till generatorens utgångsterminaler. En rotor eller armatur spinner runt statorn och producerar det föränderliga magnetfältet. Rotorn i mindre hemgeneratorer har vanligtvis permanenta magneter, men i större generatorer, såsom i kraftverk, produceras magnetfältet genom sekundära induktionsspolar. Varje gång rotorn fullbordar en halvrotation, ändras den genererade elens polaritet och generatorn producerar växlande eller växelströmsström.

Konverterande mekanisk energi

I personliga generatorer, som levererar upp till 5 kW el, kommer kraften att rotera rotorn vanligen från en liten bensindrivd motor; större generatorer som kan producera 10 kW eller mer kan ha diesel- eller propandrivna motorer. Generatorer som ger ström till hela städer använder ofta ånga för att rotera stora turbiner, vilket i sin tur roterar rotorerna som producerar el. Värmen som producerar ångan kommer ofta från förbränning av fossila bränslen, som kol, eller från kärnklyvning. Vattenkraftverk bygger på kraften av vatten som faller över ett naturligt vattenfall eller genom portarna till en konstgjord damm för att snurra turbinerna.

Generering av förnybar energi

Vattenkraftverk och vindkraftverk är två exempel på förnybara energikällor - de litar inte på resurser som kan tömmas, till exempel fossila bränslen. Geotermiska generatorer använder jordens värme för att skapa ånga som roterar turbiner. Solenergierna lita inte på elektromagnetisk induktion; I stället förlitar de sig på den fotovoltaiska effekten, varvid solljus som lyser på en halvledande yta alstrar en elektrisk spänning. Till skillnad från en roterande rotor eller turbin producerar en solpanel likström eller likström, el. Solsystem omfattar vanligtvis en inverter för att konvertera likström till växelström för användning i konventionella elsystem.