เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ประวัติ

ก่อนที่จะมีการค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตถูกนำมาใช้ อุปกรณ์ดังกล่าวทำงานบนหลักการของไฟฟ้าสถิต มันจะผลิตไฟฟ้าแรงดันสูงมากแต่กระแสต่ำ มันทำงานโดยใช้การเคลื่อนย้ายเข็มขัด, จานหรือแผ่นดิสก์ที่ถูกชาร์จด้วยประจุไฟฟ้า ที่จะขนส่งประจุไฟฟ้าไปยังขั้วไฟฟ้าที่มีศักย์สูง ประจุไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้สองกลไกอย่างใดอย่างหนึ่งดังนี้ :
เหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต
triboelectric effect ที่หน้าสัมผัสระหว่างสองฉนวนจะถูกชาร์จด้วย
เนื่องจากการขาดประสิทธิภาพและความยากลำบากของเครื่องที่เป็นฉนวนที่ผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ สูงมากของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต ทำให้มันมีระดับเรทติ้งของพลังงานที่ต่ำและไม่เคยถูกนำมาใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าในปริมาณที่มีนัยสำคัญในเชิงพาณิชย์  เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Wimshurst และ แวนเดอ Graaff เป็นตัวอย่างของเครื่องเหล่านี้ที่ยังมีชีวิตอยู่
ใน ปี 1827 Anyos Jedlik ชาวฮังการีเริ่มทดลองกับอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าหมุน ซึ่งเขาเรียกว่า แม่เหล็กไฟฟ้าใบพัดหมุนเอง, ตอนนี้เรียกว่าไดนาโมของ Jedlik ในเครื่องต้นแบบของตัวสตาร์ตเตอร์เสาไฟฟ้าเดียว(เสร็จระหว่างปี 1852 ถึงปี 1854 )ทั้งชิ้นส่วนอยู่กับที่และชิ้นส่วนหมุนเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า เขาคิดสูตรที่เป็นแนวคิดของไดนาโมไว้ไม่น้อยกว่า 6 ปีก่อนซีเมนส์และ Wheatstone แต่ไม่ได้จดสิทธิบัตรเพราะเขาคิดว่าเขาไม่ได้เป็นคนแรกที่รับรู้ถึงเรื่องนี้  ในสาระสำคัญ แนวคิดคือแทนที่จะใช้แม่เหล็กถาวร สองแม่เหล็กไฟฟ้าวางตรงข้ามกันเหนี่ยวนำทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบโรเตอร์ มันยังเป็นการค้นพบหลักการของการกระตุ้นตัวเองอีกด้วย
ในปี 1831-1832, ไมเคิล ฟาราเดย์ ค้นพบหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้า หลักการที่ต่อมาเรียกว่า กฎของฟาราเดย์ นั่นคือแรงเหนี่ยวนำไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในตัวนำ ไฟฟ้าที่ล้อมรอบสนามแม่เหล็กที่กำลังแปรเปลี่ยนไป นอกจากนี้เขายังสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องแรก เรียกว่าจานฟาราเดย์ ซึ่งเป็นประเภทหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ homopolar โดยใช้แผ่นจานทองแดงหมุนระหว่างขั้วของแม่เหล็กเกือกม้า มันผลิตแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่มีขนาดเล็ก
การออกแบบแบบนี้ไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากมีกระแสหักล้างกันเองในพื้นที่ที่ไม่ได้อยู่ภายใต้ อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก ในขณะที่กระแสถูกชักนำโดยตรงภายใต้แม่เหล็ก, กระแสจะไหลเวียนกลับทางในพื้นที่ที่อยู่นอกอิทธิพลของสนามแม่เหล็ก การไหลกลับทางนี้จำกัดการส่งออกของพลังงานไปยังสายไฟที่จ่ายโหลดและเหนี่ยวนำความร้อนสูญเปล่าขึ้นบนแผ่นจานทองแดง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบ homopolar ต่อมาจะแก้ปัญหานี้ โดยใช้อาร์เรย์ของแม่เหล็กจัดวางเรียงตัวรอบๆแผ่นจานเพื่อรักษาระดับสนามแม่เหล็กให้คงที่ในทิศทางการไหลของกระแสเพียงทางเดียว
ข้อเสียอีกอย่างก็คือ แรงดันที่ออกมาต่ำมาก เนื่องจากมีเส้นทางของกระแสเพียงทางเดียวผ่านสนามแม่เหล็ก ผู้ทำการทดลองพบว่าการใช้ขดลวดหลายๆรอบจะสามารถผลิตแรงดันได้สูงขึ้น และมีประโยชน์มากขึ้น เนื่องจากแรงดันออกเป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สามารถออกแบบได้อย่างง่ายดายในการผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยการปรับจำนวนรอบ การพันรอบสายไฟจึงกลายเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งหมดที่ตามมา
ไดนาโมเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกที่มีความสามารถในการส่งมอบพลังงานสำหรับอุตสาหกรรม มันใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแปลงการหมุนทางเครื่องกลเป็นกระแสตรง ผ่านการใช้ตัวเปลี่ยนทิศทางกระแส ไดนาโมตัวแรกถูกสร้างขึ้นโดย Hippolyte Pixii ในปี ค.ศ.  1832
เครื่องไดนาโมประกอบด้วยโครงสร้างติดอยู่กับที่ซึ่งมีสนามแม่เหล็กคงที่และชุดของเส้นลวดหมุนที่หมุนอยูในสนามแม่เหล็กนั้น ในไดนาโมขนาดเล็ก สนามแม่เหล็กคงที่อาจจะถูกจัดให้โดย แม่เหล็กถาวรหนึ่งชุดหรือมากกว่า สำหรับไดนาโมขนาดใหญ่มีสนามแม่เหล็กคงที่จัดให้โดย แม่เหล็กไฟฟ้าหนึ่งชุดหรือมากกว่า ซึ่งมักจะถูกเรียกว่าขดลวดสนาม
โดยผ่านการค้นพบโดยบังเอิญหลายๆครั้งอย่างต่อเนื่อง, ไดนาโมกลายเป็นแหล่งที่มาของสิ่งประดิษฐ์จำนวนมากต่อมา รวมทั้งมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ,  มอเตอร์ AC ซิงโครนัส และตัวแปลงไฟฟ้าแบบหมุน(อังกฤษ: rotary converter)
ระบบการผลิตไฟฟ้ากระแสสลับเป็นที่รู้จักกันในรูปแบบที่เรียบง่ายจากการค้นพบของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเนื่องจากกระแสไฟฟ้า เครื่องรุ่นแรกๆถูกพัฒนาขึ้นโดยผู้บุกเบิกเช่นไมเคิล ฟาราเดย์ และ Hippolyte Pixii
ฟาราเดย์ได้พัฒนา "สี่เหลี่ยมผืนผ้าหมุน" ซึ่งมีการทำงานเป็น heteropolar นั่นคือแต่ละตัวนำที่แอคทีฟเคลื่อนผ่านอย่างต่อเนื่องในบริเวณที่สนามแม่เหล็กจะอยู่ในทิศทางตรงข้าม การสาธิตสาธารณะเป็นครั้งแรกของ"ระบบเครื่องผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ"ที่มีความแข็งแกร่งระบบหนึ่งเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1886 เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสองเฟสขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นโดยช่างชาวอังกฤษ JEH กอร์ดอน ในปี ค.ศ. 1882 ลอร์ดเคลวิน และ เซบาสเตียน Ferranti ยังพัฒนา alternators รุ่นแรกๆ ผลิตความถี่ระหว่าง 100 และ 300 Hz. ใน ปี ค.ศ. 1891, Nikola Tesla ได้สิทธิบัตรเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ "ความถี่สูง"ในทางปฏิบัติ (ซึ่งทำงานที่ประมาณ 15 กิโลเฮิร์ทซ์) หลังจากปี 1891 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเฟสถูกนำไป ใช้จ่ายกระแสของหลายเฟสที่แตกต่างกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวต่อมาได้รับการออกแบบให้สามารถจ่ายกระแสสลับที่ความถี่เปลี่ยนแปลงได้ระหว่าง สิบหกถึงประมาณหนึ่งร้อยเฮิรตซ์ สำหรับใช้กับ แสงสว่างแบบอาร์ก, หลอดไฟจุดใส้และมอเตอร์ไฟฟ้า
ไดนาโมผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ตอนนี้ไม่ค่อยมีให้เห็น เนื่องจากขณะนี้การใช้งานเกือบเป็นสากลคือใช้กระแสสลับ ก่อนที่จะมีการนำไฟ AC มาใช้ ไดนาโมไฟกระแสตรงที่มีขนาดใหญ่มากเป็นวิธีการเดียวในการผลิตและการจำหน่ายกระแสไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้า AC ได้เข้ามาครองตลาดเนื่องจากความสามารถของมันที่จะเปลี่ยนให้ได้แรงดันที่ต่ำลงหรือสูงขึ้นได้อย่างง่ายดาย เพื่อลดการสูญเสียพลังงานตามระยะทางที่ไกลมากๆ