Un generator de tensiune este un dispozitiv care convertește energia potențială și cinetică în energie electrică. Acest lucru se realizează cel mai frecvent prin deplasarea unui conductor printr-un câmp magnetic pentru a acumula tensiune. Generatorul funcționează foarte asemănător cu o pompă de apă în care sarcina electrică este mutată într-un circuit extern, așa cum apa este împinsă într-o țeavă. Energia potențială și cinetică care începe procesul poate proveni dintr-o varietate de surse, cum ar fi aburul sau vântul.
Originile conceptului de generator de tensiune provine din studiile unui fizician englez pe nume Michael Faraday în 1831. El a înfășurat bobine de sârmă izolată în jurul unui inel de fier. Când a trecut un curent printr-un inel de bobină, a descoperit că și cealaltă bobină a fost indusă. Folosind acest concept, el a construit un dispozitiv rotativ electromagnetic. Acesta a fost în esență primul motor electric și a funcționat ca principiu opus al unui generator de tensiune prin producerea de energie cinetică folosind energia electrică.
În 1832, Hipployte Pixii a construit un generator electric pentru industrie. Numit Dinamo, acesta a transformat energia cinetică rotativă în electricitate. Această invenție timpurie a fost un dispozitiv de curent continuu (DC) și avea nevoie de o piesă suplimentară care nu se găsește pe generatoarele de tensiune moderne: un comutator. Comutatorul a fost proiectat pentru a alterna curentul din dinamo. Acest lucru ajută la distribuirea energiei în întregul generator în cea mai bună locație.
Un generator de tensiune este compus din două părți mecanice diferite: un rotor și un stator. Rotorul este partea rotativă a generatorului, în timp ce statorul este porțiunea staționară. Componentele electrice sunt conectate la fiecare dintre aceste piese. Armătura este componenta producătoare de energie și poate fi amplasată fie pe rotor, fie pe stator. O componentă de câmp magnetic trebuie plasată pe partea mecanică opusă.
Pe generator pot fi utilizați fie magneți permanenți, fie bobine de câmp. În timp ce magneții își creează propria sarcină electrică în timpul procesului, bobinele de câmp trebuie să fie încărcate pentru a produce energie. Acest lucru se realizează folosind generatoare mai mici pentru a excita bobinele. În cazul unei întreruperi de curent, aceste bobine de câmp trebuie stimulate din nou într-un proces cunoscut sub numele de „pornire neagră”.
Generatoarele de tensiune sunt o parte necesară a industriei moderne. Marile centrale electrice din întreaga lume folosesc energia potențială și cinetică transformată în energie electrică. Indiferent de starea inițială pe care o are energia potențială, aceasta este convertită în cele din urmă folosind un generator de înaltă tensiune. Eolian, geotermal, nuclear, petrol și cărbune sunt toate transformate într-o sarcină electrică.