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Sono macchine elettriche rotanti, usate per convertire energia elettrica in energia meccanica o viceversa. In particolare, le macchine che trasformano energia elettrica in energia meccanica sono dette motori elettrici, quelle che eseguono l'operazione inversa sono invece chiamate generatori elettrici.

Il funzionamento delle macchine elettriche rotanti si basa su due fenomeni fisici correlati. Il primo è il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, scoperto nel 1831 dal fisico britannico Michael Faraday: se un conduttore si sposta in un campo magnetico, o più precisamente, se varia il flusso concatenato con il conduttore, viene indotta in quest'ultimo una corrente elettrica. Il secondo fenomeno fu invece osservato per la prima volta nel 1820 dal fisico francese André-Marie Ampère: un conduttore percorso da corrente e immerso in un campo magnetico è sottoposto a una forza che dipende dalla geometria del sistema.

Generatori elettrici

generatori elettrici a corrente alternata o alternatori

I generatori di corrente alternata o alternatori, trasformano l'energia meccanica prodotta, ad esempio dalle turbine idrauliche, in energia elettrica, sfruttando il fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
L'alternatore è composto da due elementi: il rotore e lo statore.
Il rotore viene fatto ruotare da un albero motore che gli trasmette l'energia meccanica. Il rotore è un elettromagnete che produce un campo magnetico in movimento; si compone di un supporto di lamierini di ferro attorno ai quali vengono avvolte una serie di bobine alimentate in corrente continua. Lo statore avvolge il rotore e ha il compito di generare energia elettrica.
Lo statore si compone di un supporto di lamierini di ferro con bobine di filo di rame isolato nelle quali si genera, per induzione, la forza elettromotrice. Le estremità delle bobine dello statore sono collegate a collettori indipendenti che, attraverso le spazzole, immettono la corrente nella rete. Poichè ogni rotazione del rotore il verso della corrente si inverte, l'alternatore produce corrente alternata. 

Generatori di corrente continua (dinamo)

Al contrario dell'alternatore, nella dinamo il rotore genera la corrente e nello statore si trova l'elettromagnete ad anello. Nella dinamo ogni anello è composto da due mezzi anelli indipendenti, detti commutatori, che nel movimento rotatorio si scambiano continuamente le spazzole, In questo modo ogni spazzola  riceve sempre corrente nello stesso verso producendo così corrente continua.
La dinamo è stata storicamente il primo generatore di corrente elettrica, ma oggi è poco utilizzata negli impianti industriali. Le principali applicazioni si hanno nella rete elettrica per tram e filobus.
La dinamo è meno usata dell'alternatore perchè è costruttivamente più complessa, delicata e costosa. Inoltre l'energia elettrica prodotta non può essere trasformata in alta tensione e trasmessa con costi convenienti come avviene con la corrente alternata.


Motori elettrici

I motori elettrici sono macchine che trasformano l'energia elettrica in energia meccanica. L'energia elettrica, attraverso il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, è in grado di mettere in movimento una parte rotante (rotore) che attraverso meccanismi di vario genere aziona macchien o altre apparecchiature.
Vi sono motori elettrici che funzionano con corrente continua ed altri che funzionano con corrente alternata.
Il motore elettrico a corrente continua ha il pregio di assorbire una potenza quasi costante alle diverse velocità di rotazione, ma è utilizzato solo nella trazione elettrica (tram, filovie e linee metropolitane).

Il motore a corrente alternata è costruttivamente più semplice  e per il suo alto rendimento viene applicato in tutti i settori industriali. Il motore a corrente alternata può funzionare come generatore di corrente.

Induzione elettromagnetica

Si dice induzione elettromagnetica la produzione di una corrente elettrica in un conduttore per azione di un campo magnetico in movimento. Il campo magnetico può essere prodotto da un magnete permanente, da un elettromagnete o anche da un conduttore percorso da corrente, e non ha alcuna importanza che il magnete stia fermo e il conduttore si muova o viceversa: ciò che conta è che il conduttore e il magnete si muovano "l’uno rispetto all’altro".
Questo fenomeno è importantissimo perché su di esso sono basati sia i generatori di corrente elettrica (dinamo e alternatore) sia motori elettrici.