Un generatore elettrico è un dispositivo destinato a produrre energia elettrica a partire da una diversa forma di energia.

Le diverse forme di energia, che sono trasformate in elettrica, di norma sono l'energia meccanica, l'energia chimica, l'energia luminosa o direttamente l'energia termica.

Generatori elettrici a induzione

Questi generatori si basano sulla induzione di corrente elettrica in un circuito per effetto della legge di Faraday e sono i più importanti in termini di produzione di energia elettrica.

In questa categoria rientrano principalmente la dinamo, per la produzione di corrente continua, e l'alternatore, in grado di generare corrente alternata.

Sono stati comunque provati eventi di generazione elettrica a partire dal moto di un conduttore elettrico in un campo magnetico in condizioni del tutto peculiari, tra questi si ricorda l'esperimento del "sistema di satelliti al guinzaglio", o Tethered Satellite System.

Generatori elettrochimici

Quando il flusso di elettroni è prodotto da una reazione di ossidoriduzione si ha un generatore elettrochimico. I più comuni sono le pile e le celle a combustibile.

Altri tipi di generatori

Le tecnologie in grado di generare energia sono molte, ma in genere la potenza prodotta è inferiore e il costo dell'energia prodotta da sistemi diversi è superiore di quello ottenibile da generatori elettrodinamici, per questo motivo spesso le applicazioni di altri tipi di tecnologie sono limitate solo ad alcuni settori di nicchia.

Generatori a radioisotopi

La generazione nel generatore termoelettrico a radioisotopi è basata su decadimenti di isotopi radioattivi; il decadimento radioattivo produce emissione di particelle e calore. La produzione di elettricità può essere ottenuta direttamente dallo spostamento delle particelle elettricamente cariche, oppure indirettamente a partire dal calore prodotto dai decadimenti.

Generatori a differenza termica

La produzione di elettricità è ottenuta a partire da una differenza di temperatura per effetto Seebeck, il sistema può sfruttare, sia pure con rendimenti modesti, qualunque dislivello termico.

Generatori fotovoltaici

I pannelli fotovoltaici sono in grado di convertire direttamente la luce in energia elettrica. L'uso è (come è ovvio) maggiormente conveniente in zone con buon irraggiamento luminoso.

Generatori a piezoelettricità

I generatori a piezoelettricità sfruttano la proprietà di particolari cristalli di produrre una differenza di potenziale se sottoposti a compressione. Il fenomeno è sfruttato in alcuni tipi di accendigas da cucina, ma ne è studiato l'uso per generare in genere energia elettrica derivando da spinte pulsanti di pressione.

Generazione elettrica ideale

Nello studio teorico dei fenomeni e circuiti elettrici si considerano in genere i generatori come ideali. Un generatore ideale è in grado di produrre qualunque tensione e corrente senza alcun limite ed è privo di resistenza interna. Il valore di corrente o tensione generato è indipendente dal carico applicato.

Nella realtà non esistono generatori ideali, poiché qualunque dispositivo ha una sua resistenza interna intrinseca, inoltre è in grado di generare tensione e corrente solo entro determinati limiti.

Un generatore reale di tensione può essere rappresentato come un generatore ideale di tensione con esplicitata in serie la resistenza interna, mentre il generatore reale di corrente può essere rappresentato come un generatore ideale di corrente con in parallelo la resistenza interna.

In teoria, qualora un circuito comprendente un generatore ideale di corrente venga aperto, la tensione in uscita dovrebbe salire all'infinito. Nei generatori reali esiste però un valore limite di tensione oltre il quale la corrente crolla a zero. Dal punto di vista teorico, nella rappresentazione teorica del generatore reale la corrente in uscita dal generatore ideale si chiude sulla resistenza interna.

Generazione in corrente o in tensione

La generazione elettrica può essere condotta in maniera da rendere stabili in uscita la tensione elettrica (differenza di potenziale ai capi dei conduttori), o la corrente elettrica (flusso di corrente nel conduttore). Quindi concettualmente esistono due tipi di generatori elettrici:

• Generatore di tensione
• Generatore di corrente

Il generatore di tensione produce una tensione elettrica definita e costante (o comunque un andamento prefissato in funzione del tempo). Il variare del carico applicato comporta una variazione della corrente uscente dal generatore secondo quanto previsto dalla legge di Ohm. Il generatore di corrente mantiene invece una corrente elettrica, e al variare del carico varia la tensione in uscita dal generatore in modo che, per effetto della legge di Ohm la corrente si mantenga al valore corretto.