Les alternateurs automobiles transforment l’énergie mécanique ou cinétique d’un moteur en énergie électrique qui est utilisée pour charger la batterie et faire fonctionner les appareils électriques de la voiture tels que les phares, la radio et le système de climatisation. Avant le développement des alternateurs automobiles, les voitures dépendaient de générateurs pour accomplir cela, mais ils présentaient des inconvénients importants. Développés au début des années 1960 pour pallier les défauts des générateurs, les alternateurs automobiles ont été rapidement adoptés par les constructeurs automobiles comme un remplacement plus léger et plus fiable.
Les générateurs et les alternateurs fonctionnent tous deux sur le même principe: lorsqu’un conducteur traverse un champ magnétique, un courant électrique est produit dans le conducteur. Un générateur consiste en un arrangement complexe de fils enroulés autour d’un cadre qui est filé sur une poulie par une courroie reliée au moteur. Ces «enroulements» sont tournés à l’intérieur d’un champ magnétique créé par de puissants aimants placés dans une coque fixe autour du cadre d’enroulement, créant un courant électrique dans les fils. Le courant est transmis à la batterie et au reste du système électrique au moyen d’un commutateur, un système de balais métalliques attachés aux enroulements qui frottent contre les contacts métalliques lorsque les enroulements tournent.
Cependant, la puissance d’un groupe électrogène automobile est insuffisante pour charger la batterie lorsque le moteur tourne au ralenti. C’est un sérieux inconvénient, en particulier dans les climats froids où les voitures doivent être réchauffées avant de pouvoir être conduites. Les opérateurs s’asseyaient dans leurs voitures et faisaient tourner leurs moteurs pour produire suffisamment de puissance pour garder leurs batteries chargées. C’était un dilemme pour la plupart des conducteurs – ils devaient décider s’ils devaient gaspiller de l’essence pour faire tourner le moteur ou laisser le moteur tourner au ralenti et risquer de décharger la batterie avant que le moteur ne soit correctement réchauffé. C’est cet inconvénient majeur que les alternateurs ont été conçus pour surmonter.
La plus grande différence entre les générateurs et les alternateurs est ce qui est tourné. Là où les générateurs font tourner les enroulements, les alternateurs automobiles font tourner l’aimant; les enroulements sont contenus dans la coque à l’intérieur de laquelle tourne l’aimant, ou rotor. Même si les enroulements sont fixes, le champ magnétique se déplace autour d’eux et le courant électrique est créé de la même manière qu’avec le générateur. Le premier avantage de cette construction est que la connexion au système électrique de la voiture est beaucoup plus facile, sans pièces mobiles à s’user. Du point de vue des fabricants et des opérateurs, l’avantage le plus significatif est que les alternateurs automobiles produisent un courant beaucoup plus fort et sont capables de charger la batterie d’une voiture ainsi que de faire fonctionner les différents composants électriques des véhicules modernes, le tout pendant que le moteur tourne au ralenti.