Enheder, der kører ved hjælp af elektrisk strøm (telefoner, computere, opvaskemaskiner og kaffemaskiner) bruges dagligt og gør vores liv lettere. Der føres elektricitet til vores hjem ved hjælp af elektriske generatorer. De moderne elektriske generatorer arbejder på samme basis som generatoren, der blev opfundet af Michael Faraday i 1831. Mest anvendte generatorer er vekselstrømsgeneratorer (alternative strøm), som er de daglige kraftgeneratorer.
Definition
En elektrisk generator er en enhed, der omdanner mekanisk energi til elektrisk energi. Loven, der styrer det, er "elektromagnetisk induktion" -princippet opfundet af Faraday. Princippet siger, at et skiftende magnetfelt forårsager en spænding i en leder. Der findes to typer elektriske generatorer: AC- og DC-generatorer (jævnstrøm). AC-generatoren producerer strøm, der kontinuerligt vender retning, og DC-generatoren producerer strøm, der kun flyder i en retning.
Dele
De grundlæggende dele af en vekselstrømsgenerator er den mekaniske effekt, magneterne og en eller flere rotorer. Uden nogen af disse dele kan der ikke produceres elektricitet. Hver del har sin egen rolle.
Hvordan det virker
Hvert atom består af et lige antal protoner (positive) og elektroner (negative). Nogle materialer (kaldet ledere) har løst indeholdte elektroner, der kan strømme fra det ene atom til det andet. Elektronstrømmen kaldes elektricitet. En magnet kan let forårsage en strøm af elektroner fra det ene atom til det andet. Når en magnet kommer tæt på en ledning, får magnetens kraft elektroner til at strømme og producerer således elektricitet. Inde i en vekselstrømsgenerator roterer en eller flere rotorer (trådspoler), der bevæges af en mekanisk kraft, inden i et magnetfelt.
Mekanisk energi
Den mekaniske energi bruges af en vekselstrømsgenerator til at producere elektricitet. Kilder som vand, vind eller kul kan bruges til at sætte rotorerne i en generator i bevægelse. Den mest enkle type generator sættes i bevægelse med en håndsving. Større generatorer kan sættes i bevægelse af vind- eller vandturbiner, trykluft eller forbrændingsmotorer. For eksempel: Hvis en flod strømmer gennem eller i nærheden af en by, er den mekaniske energikilde vandstrømmen.
Magnet
Magneten er et materiale, der producerer magnetfelt. Den har en nord- og en sydpol og tiltrækker ferromagnetiske materialer (metaller, der tiltrækkes af magneten, og som kan magnetiseres som jern, nikkel eller cobalt). Inde i en vekselstrømsgenerator skaber en magnet et magnetfelt mellem nord- og sydpolen. Når rotoren bevæger sig mellem magnetens nord- og sydpol, begynder elektronerne i spolen at strømme.
Rotor
Rotoren er en trådspole, der drejer inde i magnetfeltet. Det anvendte materiale til ledningen skal være en god leder (lavet af atomer med løst holdte elektroner). Når ledningen er tæt på sydpolen, strømmer elektroner den ene vej, og når den er tæt på nordpolen, strømmer elektroner den anden vej. Fordi ledningen spinder fra nordpolen til magnetens sydpol og tilbage til nordpolen osv., Vender den elektriske strøm konstant retning.