发电机是一种将机械能转化成电能的装置,由于能够实现这种转化,电厂才能够利用各种动力设备进行发电。通常情况下,发电机由一个旋转的轴和磁场构成,轴和磁场的相对运动产生出电流,进而转化成电能。
发电机既可以由热能、水力、风能转化而来的机械能推动,也可以由控制电流的电动机转动。这种转化使电力极大程度地扩展了它的应用领域,成为现代工业生产不可缺少的组成部分。
除了通过机械能驱动,还有一种方法是使用热能转化成电能。这种方法基于热电效应,利用温度差使得电流在两个不同的金属或半导体材料中产生,在其中形成的热电对产生电压,进而将热能转化成电能。这种方法主要应用于远离电网的领域,例如航天器和探测器等。
反过来,发电机也可以将电能转化成机械能,利用电机原理实现。电信号在场线内流动,产生磁场,与发电机旋转轴上的磁场互相作用,转化成机械能,并推动设备或工业机器进行各种生产活动。
除了热能和机械能,发电机还可以将光能、风能、水能等转化成电能。各种环保和可再生能源设施均采用这种方式进行能源转换,例如光伏电站使用太阳能、风力发电机使用风能、水电站使用水能等等。这种转换方式切实提高了能源利用效率,从而保护了地球环境,是21世纪发展的重点。