Alternadores automotivos transformam a energia mecânica, ou cinética, de um motor em energia elétrica que é usada para carregar a bateria e operar os dispositivos elétricos do carro, como faróis, rádio e sistema de ar condicionado. Antes do desenvolvimento dos alternadores automotivos, os carros dependiam de geradores para fazer isso, mas eles tinham algumas desvantagens significativas. Desenvolvidos no início da década de 1960 para superar as deficiências dos geradores, os alternadores automotivos foram rapidamente adotados pelos fabricantes de automóveis como substitutos mais leves e confiáveis.
Geradores e alternadores operam com o mesmo princípio – quando um condutor passa por um campo magnético, uma corrente elétrica é produzida no condutor. Um gerador consiste em um complexo arranjo de fios enrolados em torno de uma estrutura que é girada em uma polia por uma correia conectada ao motor. Esses “enrolamentos” são girados dentro de um campo magnético criado por poderosos ímãs colocados em uma concha fixa ao redor da estrutura do enrolamento, criando uma corrente elétrica nos fios. A corrente é passada para a bateria e para o resto do sistema elétrico por meio de um comutador, um sistema de escovas de metal presas aos enrolamentos que atritam os contatos de metal conforme os enrolamentos giram.
A saída de um gerador automotivo, no entanto, é insuficiente para carregar a bateria enquanto o motor está em marcha lenta. Esta é uma séria desvantagem, especialmente em climas frios, onde os carros precisam ser aquecidos antes de poderem ser dirigidos. Os operadores ficavam sentados em seus carros e aceleravam seus motores para produzir energia suficiente para manter as baterias carregadas. Este era um dilema para a maioria dos motoristas – eles tinham que decidir se deveriam desperdiçar gasolina para acelerar o motor ou deixá-lo em marcha lenta e correr o risco de a bateria descarregar antes que o motor fosse devidamente aquecido. Foi essa desvantagem significativa que os alternadores foram projetados para superar.
A maior diferença entre geradores e alternadores é o que é girado. Onde os geradores giram os enrolamentos, os alternadores automotivos giram o ímã; os enrolamentos estão contidos no invólucro dentro do qual o ímã, ou rotor, gira. Mesmo que os enrolamentos sejam fixos, o campo magnético se move ao redor deles e a corrente elétrica é criada da mesma forma que com o gerador. A primeira vantagem dessa construção é que a conexão com o sistema elétrico do carro é muito mais fácil, sem peças móveis que se desgastem. Do ponto de vista dos fabricantes e operadores, a vantagem mais significativa é que os alternadores automotivos produzem uma corrente muito mais forte e são capazes de carregar a bateria de um carro, bem como operar os vários componentes elétricos dos veículos modernos, tudo com o motor em ponto morto.