Når en leder placeres i et magnetisk felt i skift, bevæger elektronerne i lederen sig og genererer en elektrisk strøm. Magneter producerer sådanne magnetfelter og kan bruges i forskellige konfigurationer til at generere elektricitet. Afhængig af den anvendte magnet kan en roterende elektrisk generator have magneter placeret forskellige steder og kan generere elektricitet på forskellige måder. Det meste af den anvendte elektricitet kommer fra generatorer, der bruger magnetiske felter til at producere den elektricitet.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Elektriske generatorer roterer trådspoler gennem magnetfelter skabt af permanente eller elektriske magneter. Når ledende spoler bevæger sig gennem magnetfelterne, bevæger elektronerne i ledningerne sig og skaber en elektrisk strøm.
Brug af magnetisme til at skabe elektricitet
Mens en stigende mængde elektricitet produceres af solpaneler, og der opnås en lille mængde fra batterier kommer størstedelen af elektricitet fra generatorer, der bruger magnetiske felter til at skabe elektricitet. Disse generatorer består af trådspoler, der enten roteres gennem magnetfelter eller er stationære omkring en aksel med roterende magneter. I begge tilfælde udsættes trådspolerne for skiftende magnetfelter skabt af magneterne.
Magneterne kan være permanente eller elektriske magneter. Permanente magneter bruges hovedsageligt i små generatorer, og de har den fordel, at de ikke har brug for strømforsyning. Elektriske magneter er jern eller stål viklet med ledning. Når elektricitet passerer gennem ledningen, bliver metallet magnetisk og skaber et magnetfelt.
Generatorernes trådspoler er ledere, og når elektronerne i ledningerne udsættes for skiftende magnetfelter, bevæger de sig og skaber en elektrisk strøm i ledningerne. Ledningerne er forbundet sammen, og elektriciteten forlader til sidst kraftværket og fortsætter til strømforsyning til hjem og fabrikker.
Forsøger at opbygge en evig magnetisk generator
Når der bruges permanente magneter i en generator, skal du bare dreje generatorakslen for at producere elektricitet. Efter at disse generatorer først blev udviklet, troede folk, at de kunne få generatoren til at drive en motor, der derefter ville dreje generatoren. De troede, at hvis motoren og generatoren blev matchet nøjagtigt, kunne de bygge en magnetisk strømkilde, der ville køre for evigt som en maskine til evig bevægelse.
Desværre fungerede det ikke. Selvom sådanne generatorer og motorer er meget effektive, har de stadig elektriske tab i ledernes modstand, og der er friktion i akselejerne. Selv når folk, der gjorde eksperimenterne, fik generator-motorenheden til at køre et stykke tid, ville den til sidst stoppe på grund af tabene og friktionen.
Sådan fungerer en typisk kraftværksgenerator
Store kraftværker har store generatorer i rumstørrelse, der producerer elektricitet ved hjælp af magnetfelter fra elektriske magneter. Normalt er de elektriske magneter monteret på en aksel og er forbundet til den elektriske strømforsyning. Når strømmen er tændt, skaber de elektriske magneter kraftige magnetfelter. Trådspoler er monteret omkring skaftet. Når akslen med magneterne roterer, udsættes trådspolerne for skiftende magnetfelter, og der genereres en elektrisk strøm i ledningerne.
Mange forskellige metoder kan bruges til at få generatorakslerne til at rotere og producere elektricitet. I vindmøller roterer propellen akslen. I kul- og atomkraftværker skaber varmen fra forbrænding af kul eller fra atomreaktionen damp til at køre en turbine, der driver generatoren. I naturgasdrevne anlæg udfører en gasturbine det samme arbejde. Kraftværker har brug for en energikilde, der kan få generatorakslen til at rotere, og derefter kan magneterne producere de magnetfelter, der genererer elektricitet.