Když je vodič umístěn v měnícím se magnetickém poli, elektrony ve vodiči se pohybují a generují elektrický proud. Magnety produkují taková magnetická pole a lze je použít v různých konfiguracích k výrobě elektřiny. V závislosti na druhu použitého magnetu může mít rotující elektrický generátor magnety umístěné na různých místech a může generovat elektřinu různými způsoby. Většina používané elektřiny pochází z generátorů, které k výrobě této elektřiny používají magnetická pole.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Elektrické generátory otáčejí cívky vodičů magnetickými poli vytvářenými permanentními nebo elektrickými magnety. Jak se vodivé cívky pohybují magnetickými poli, elektrony ve vodičích se pohybují a vytvářejí elektrický proud.
Využití magnetismu k výrobě elektřiny
Zatímco solární panely vyrábějí stále větší množství elektřiny a získává se malé množství z baterií pochází většina elektřiny z generátorů, které vytvářejí magnetické pole elektřina. Tyto generátory jsou tvořeny cívkami drátu, které se buď otáčejí magnetickými poli, nebo jsou stacionární kolem hřídele s rotujícími magnety. V obou případech jsou cívky drátu vystaveny měnícím se magnetickým polím vytvářeným magnety.
Magnety mohou být permanentní nebo elektrické magnety. Permanentní magnety se používají hlavně v malých generátorech a mají tu výhodu, že nepotřebují napájení. Elektrické magnety jsou železné nebo ocelové vinuté drátem. Když elektřina prochází drátem, kov se stává magnetickým a vytváří magnetické pole.
Cívky drátu generátorů jsou vodiče, a když jsou elektrony ve vodičích vystaveny měnícím se magnetickým polím, pohybují se a vytvářejí ve vodičích elektrický proud. Dráty jsou spojeny dohromady a elektřina nakonec opouští elektrárnu a pokračuje do napájení domů a továren.
Pokoušíme se vytvořit věčný magnetický generátor
Pokud se v generátoru používají permanentní magnety, musíte pro výrobu elektřiny otočit hřídel generátoru. Poté, co byly tyto generátory poprvé vyvinuty, si lidé mysleli, že by mohli generátor napájet motorem, který by generátor otočil. Mysleli si, že pokud budou motor a generátor přesně spárovány, mohou vytvořit magnetický zdroj energie, který bude navždy fungovat jako stroj na neustálý pohyb.
Bohužel to nefungovalo. Ačkoli jsou tyto generátory a motory velmi účinné, stále mají elektrické ztráty v odporu vodičů a dochází k tření v ložiscích hřídele. I když lidé provádějící experimenty nechali generátor-motorovou jednotku na chvíli běžet, nakonec se kvůli ztrátám a třením zastavila.
Jak funguje typický generátor elektrárny
Velké elektrárny mají velké generátory o velikosti místnosti, které vyrábějí elektřinu pomocí magnetických polí z elektrických magnetů. Elektrické magnety jsou obvykle namontovány na hřídeli a jsou připojeny ke zdroji elektrické energie. Když je zapnuta elektřina, elektrické magnety vytvářejí silná magnetická pole. Cívky drátu jsou namontovány kolem hřídele. Při otáčení hřídele s magnety jsou cívky drátu vystaveny měnícím se magnetickým polím a ve vodičích je generován elektrický proud.
K rotaci hřídelí generátorů a výrobě elektřiny lze použít mnoho různých metod. Ve větrných turbínách otáčí vrtule hřídel. V uhelných a jaderných elektrárnách vytváří teplo ze spalování uhlí nebo z jaderné reakce páru pro provoz turbíny pohánějící generátor. V elektrárnách na zemní plyn dělá plynovou turbínu stejnou práci. Elektrárny potřebují zdroj energie, který může otáčet hřídel generátoru, a pak magnety mohou vytvářet magnetická pole, která generují elektřinu.