Aku muundab keemilise energia elektriks ja päikeseelement toodab elektrienergiat päikeseenergiat, kuid kui soovite toota elektrit mehaanilisest energiast, vajate induktsiooni generaator. Need generaatorid võivad olla piisavalt väikesed, et toita vända stiilis taskulampi, või piisavalt suured, et anda energiat kogu linnale, kuid kõigile töö elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, mille avastas 19. sajandi inglise füüsik Michael Faraday ja leiutaja. Tänapäeval tarnivad mitmesugustel kütustel töötavad induktsioonigeneraatorid elektrit enamikule maailma elanikkonnast.
Kuidas induktsioon töötab
Faraday induktsioonkatse on füüsikas ilmselt üks olulisemaid ja see oli suhteliselt lihtne. Ta keeras ümmarguse südamiku ümber juhtiva traadi pikkuse ja ühendas juhtme meetriga. Ta leidis, et magneti liigutamine läbi ringi keskpunkti põhjustas juhtmes voolu. Vool peatus, kui ta lõpetas magneti liigutamise, ja see voolas magneti suuna ümberpööramisel vastupidises suunas. Hiljem sõnastas ta elektromagnetilise induktsiooni seaduse, nüüd tuntud kui Faraday seadus, mis seostas voolu tugevus kuni magnetvälja muutuse suuruseks, mida nimetatakse ka magnetiks voog. Magneti tugevus, südamiku ümber olevate mähiste arv ja juhtme omadused mõjutavad tegelike generaatorite arvutusi.
Kuidas generaatorid induktsiooni kasutavad
Sõltumata sellest, kas need asuvad majapidamisgeneraatoris, teie autos või tuumajaamas, sisaldavad generaatorid tavaliselt samu funktsioone. Nende hulka kuulub staatori ümber pöörleva õõnsa südamikuga rootor. Staator on tavaliselt võimas magnet, samal ajal kui elektrit kandvad mähised on rootori ümber keritud. Mõnes generaatoris keeratakse mähised staatori ümber ja rootor magnetiseeritakse. Vahet pole. Mõlemal juhul voolab elekter.
Elektri voolamiseks peab rootor pöörlema ja sinna tuleb mehaanilise energia sisend. Suuregeneraatorid kasutavad selle energia saamiseks mitmesuguseid kütuseid ja looduslikke protsesse. Iga rootori pöörlemisega voolu vool peatub, pöördub tagasi, peatub uuesti ja naaseb ettepoole. Seda tüüpi elektrit nimetatakse vahelduvvooluks ja oluline omadus on see, kui mitu korda see sekundis suunda muudab.
Kütuse tüübid
Enamiku generaatorite rootor on ühendatud turbiiniga ja paljudes generaatorites on turbiin aurujõul. Selle auru tootmiseks on vaja vett soojendada ja energiat saab fossiilkütustest, näiteks kivisüsi ja maagaas, biomass või tuumalõhustumine. Kütus võib pärineda ka looduslikest allikatest, näiteks geotermilisest energiast - looduslik soojus, mis pärineb sügavalt maapinnast. Hüdroelektrigeneraatorid töötavad juga energiaga. Nikia Tesla projekteeritud ja George Westinghouse'i ehitatud maailma esimene hüdroelektrijaam asub Niagara joa juures. See loob umbes 4,9 miljonit kilovatti võimsust, mis on piisav 3,8 miljoni kodu jaoks.
Oma generaatori valmistamine
Generaatori ehitamine on väga lihtne. Võimalikud on paljud kujundused, kuid üks lihtsamaid koosneb statsionaarsest rullist ja pöörlevast magnetist. Traadid keeratakse ümber solvava teibiga kaetud naela ja magnet võib olla lihtne hobuserauakujuline. Kui puurite augu läbi magneti aluse, sisestage tihedalt paigaldatav võll ja kinnitage võll puurile, saate genereerida piisavalt elektrienergiat elektripirni süütamiseks, kasutades ainult külvikut, et magnet pöörleks magneti ümber mähis.