بشكل عام إن المولدات الكهربائية هي: عبارة عن آلات قد تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وعادةً ما تعمل الطاقة الميكانيكية عن طريق تساقط المياه أو ضغط البخار أو طاقة الرياح، وأيضاً يمكن أن تنتج المولدات الكهربائية الكهرباء إما بالتيار المتردد (AC) أو بالتيار المباشر (DC)، وتم اكتشاف المبدأ الأساسي لهذه المولدات في عام 1820، ولقد كانت بعض الأجزاء الأساسية للمولدات هي الأسلاك والمغناطيس والمحور الدوار، فعندما يتم تحريك السلك عبر مجال مغناطيسي فإنه يتسبب في تدفق معظم الإلكترونات الموجودة في السلك مولداً تياراً ينتج طاقة كهربائية.
المواد الأساسية المستخدمة في المولدات الكهربائية
الدوار
يعتبر الدوار بأنه المحور المركزي للمولد الكهربائي (الجزء الذي يدور)، ويتم دعم هذا الجزء المتحرك من خلال الطاقة الميكانيكية، وعادةً ما يكون هذا الجزء ملفوف بحلقات متصلة من سلك واحد، وغالباً ما يكون هذا السلك عبارة عن سلك نحاسي مطلي بمادة المينا (مادة نصف شفافة مصنوعة من معدن السيليكا).
ويجب عزل هذا السلك بحيث لا توجد دائرة كهربائية عندما تتلامس حلقات السلك، ويعتبر الصقل بالمينا هو أرخص وسيلة لعزل السلك، كما أنه يوفر عزلاً رقيقاً بحيث يمكن أن يكون للدوار أكبر عدد من اللفات، وكلما زاد عدد اللفات سوف يتم توليد المزيد من الكهرباء.
الجزء الثابت
يعتبر الجزء الثابت بأنه: الجزء الثابت من المولد الذي يحيط بالدوار، ويوفر الجزء الثابت المجال المغناطيسي الذي يتسبب عادةً في تدفق العديد من الإلكترونات في سلك الدوار، وأيضاً في بعض المولدات الكبيرة فإن الجزء الثابت يكون في الواقع عبارة عن مغناطيس كهربائي (حلقات من الأسلاك حول قلب حديدي).
وعندما تأتي الكهرباء مباشرة من الدوار فإنها تشغل المغناطيسات الكهربائية، وهذا بدوره يعني أنه يوجد هناك طريقة لتشغيل المغناطيسات الكهربائية حتى يبدأ الدوار في إنتاج الكهرباء.
الفرش المعدنية
يجب استخدام طريقة ما لالتقاط الكهرباء المتولدة في السلك الفردي للدوار وإرساله للأسلاك، والطريقة القياسية للقيام بذلك هي: ربط طرفي سلك الدوار بحلقتين في أحد الطرفين أو الدوار، وعادةً ما يتم تركيب الفرش المعدنية على هذه الحلقات، ومن ثم يتم توصيل الأسلاك الناتجة من المولد بالفرشتين المعدنيتين، مما يتسبب في حدوث تدفق كهربائي في لف الأسلاك في الجزء المتحرك لتصبح كل حلقة سالبة وموجبة في دورة منتظمة، ويمر هذا الجزء المتحرك بالقطبين الشمالي والجنوبي للمجال المغناطيسي.
وأخيراً يتم نقل الإمكانات المتذبذبة الموجبة والسالبة في الحلقات إلى الفرشاة ثم إلى أسفل الأسلاك، وبتقسيم كل حلقة إلى قسمين واستخدام سلكين في اللف، حيث يمكننا التأكد من أن الإمكانات الإيجابية تذهب دائماً إلى نفس السلك وأن الإمكانات السالبة تذهب دائماً إلى السلك الآخر، وهذا بدوره يعني إن المولدات ذات الحلقة الصلبة تنتج تياراً متناوباً وتولد المولدات ذات الحلقة المنقسمة تياراً مستمراً.
