Όταν ένας αγωγός τοποθετείται σε ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο, τα ηλεκτρόνια στον αγωγό κινούνται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Οι μαγνήτες παράγουν τέτοια μαγνητικά πεδία και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες διαμορφώσεις για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλογα με το είδος του μαγνήτη που χρησιμοποιείται, μια περιστρεφόμενη ηλεκτρική γεννήτρια μπορεί να έχει μαγνήτες τοποθετημένους σε διαφορετικές θέσεις και μπορεί να παράγει ηλεκτρισμό με διαφορετικούς τρόπους. Το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται προέρχεται από γεννήτριες που χρησιμοποιούν μαγνητικά πεδία για την παραγωγή αυτής της ηλεκτρικής ενέργειας.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι ηλεκτρικές γεννήτριες περιστρέφουν πηνία καλωδίων μέσω μαγνητικών πεδίων που δημιουργούνται από μόνιμους ή ηλεκτρικούς μαγνήτες. Καθώς τα αγώγιμα πηνία κινούνται μέσω των μαγνητικών πεδίων, τα ηλεκτρόνια στα καλώδια κινούνται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Χρήση του μαγνητισμού για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας
Ενώ μια αυξανόμενη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες και λαμβάνεται μια μικρή ποσότητα από τις μπαταρίες, η περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια προέρχεται από γεννήτριες που χρησιμοποιούν μαγνητικά πεδία για τη δημιουργία ηλεκτρική ενέργεια. Αυτές οι γεννήτριες αποτελούνται από πηνία σύρματος που είτε περιστρέφονται μέσω μαγνητικών πεδίων είτε είναι ακίνητα γύρω από έναν άξονα με περιστρεφόμενους μαγνήτες. Σε κάθε περίπτωση, τα πηνία του σύρματος εκτίθενται σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από τους μαγνήτες.
Οι μαγνήτες μπορούν να είναι μόνιμοι ή ηλεκτρικοί μαγνήτες. Οι μόνιμοι μαγνήτες χρησιμοποιούνται κυρίως σε μικρές γεννήτριες και έχουν το πλεονέκτημα ότι δεν χρειάζονται τροφοδοσία. Οι ηλεκτρικοί μαγνήτες είναι σιδήρου ή χάλυβα που τυλίγονται με σύρμα Όταν η ηλεκτρική ενέργεια διέρχεται από το καλώδιο, το μέταλλο γίνεται μαγνητικό και δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο.
Τα πηνία των συρμάτων των γεννητριών είναι αγωγοί, και όταν τα ηλεκτρόνια στα καλώδια εκτίθενται σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία, κινούνται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα στα καλώδια. Τα καλώδια συνδέονται μεταξύ τους, και η ηλεκτρική ενέργεια τελικά εγκαταλείπει το σταθμό παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος και πηγαίνει σε ηλεκτρικά σπίτια και εργοστάσια.
Προσπαθώντας να δημιουργήσουμε μια διαρκή μαγνητική γεννήτρια
Όταν χρησιμοποιούνται μόνιμοι μαγνήτες σε μια γεννήτρια, απλά πρέπει να γυρίσετε τον άξονα της γεννήτριας για να παράγετε ηλεκτρική ενέργεια. Μετά την πρώτη ανάπτυξη αυτών των γεννητριών, οι άνθρωποι πίστευαν ότι θα μπορούσαν να πάρουν τη γεννήτρια για να τροφοδοτήσει έναν κινητήρα που στη συνέχεια θα στρέψει τη γεννήτρια. Σκέφτηκαν ότι εάν ο κινητήρας και η γεννήτρια ταιριάζουν ακριβώς, θα μπορούσαν να χτίσουν μια πηγή μαγνητικής ισχύος που θα λειτουργούσε για πάντα ως μηχανή διαρκούς κίνησης.
Δυστυχώς, δεν λειτούργησε. Αν και τέτοιες γεννήτριες και κινητήρες είναι πολύ αποδοτικοί, εξακολουθούν να έχουν ηλεκτρικές απώλειες στην αντίσταση των καλωδίων και υπάρχει τριβή στα ρουλεμάν του άξονα. Ακόμα και όταν οι άνθρωποι που έκαναν τα πειράματα έτρεξαν τη μονάδα γεννήτριας-κινητήρα για λίγο, τελικά θα σταματούσε λόγω των απωλειών και της τριβής.
Πώς λειτουργεί μια τυπική γεννήτρια ηλεκτροπαραγωγής
Οι μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας διαθέτουν μεγάλες γεννήτριες μεγέθους δωματίου που παράγουν ηλεκτρισμό χρησιμοποιώντας μαγνητικά πεδία από ηλεκτρικούς μαγνήτες. Συνήθως οι ηλεκτρικοί μαγνήτες είναι τοποθετημένοι σε έναν άξονα και συνδέονται με την ηλεκτρική τροφοδοσία. Όταν ο ηλεκτρισμός είναι ενεργοποιημένος, οι ηλεκτρικοί μαγνήτες δημιουργούν ισχυρά μαγνητικά πεδία. Πηνία σύρματος τοποθετούνται γύρω από τον άξονα. Καθώς ο άξονας με τους μαγνήτες περιστρέφεται, τα πηνία του σύρματος εκτίθενται σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία και ένα ηλεκτρικό ρεύμα παράγεται στα καλώδια.
Πολλές διαφορετικές μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν τους άξονες των γεννητριών να περιστρέφονται και να παράγουν ηλεκτρισμό. Στις ανεμογεννήτριες, η έλικα περιστρέφει τον άξονα. Στους άνθρακες και τους πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, η θερμότητα από την καύση του άνθρακα ή από την πυρηνική αντίδραση δημιουργεί ατμό για τη λειτουργία ενός στροβίλου που οδηγεί τη γεννήτρια. Στα εργοστάσια με φυσικό αέριο, ένας αεριοστρόβιλος κάνει την ίδια δουλειά. Οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας χρειάζονται μια πηγή ενέργειας που μπορεί να κάνει τον άξονα της γεννήτριας να περιστρέφεται και στη συνέχεια οι μαγνήτες μπορούν να παράγουν τα μαγνητικά πεδία που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.