यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में कैसे बदलें

एक बैटरी रासायनिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करती है, और एक सौर सेल से बिजली पैदा करता है produces सूर्य की ऊर्जा, लेकिन यदि आप यांत्रिक ऊर्जा से बिजली का उत्पादन करना चाहते हैं, तो आपको एक प्रेरण की आवश्यकता है जनरेटर। ये जनरेटर क्रैंक-स्टाइल टॉर्च को बिजली देने के लिए काफी छोटे हो सकते हैं या पूरे शहर को सक्रिय करने के लिए पर्याप्त बड़े हो सकते हैं, लेकिन सभी 19वीं सदी के अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी माइकल फैराडे द्वारा खोजे गए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के सिद्धांत पर काम करते हैं आविष्कारक। आज, विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चलने वाले प्रेरण जनरेटर दुनिया की अधिकांश आबादी के लिए बिजली की आपूर्ति करते हैं।

फैराडे का प्रेरण प्रयोग शायद भौतिकी में सबसे महत्वपूर्ण में से एक है, और यह अपेक्षाकृत सरल था। उन्होंने एक वृत्ताकार कोर के चारों ओर प्रवाहकीय तार की लंबाई को कुंडलित किया और तार को एक मीटर से जोड़ा। उन्होंने पाया कि वृत्त के केंद्र से एक चुंबक को घुमाने से तार में करंट प्रवाहित होता है। जब उसने चुम्बक को हिलाना बंद किया तो धारा रुक गई और चुम्बक की दिशा उलटने पर वह विपरीत दिशा में बहने लगी। बाद में उन्होंने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम तैयार किया, जिसे अब फैराडे के नियम के रूप में जाना जाता है, जो संबंधित है चुंबकीय क्षेत्र के परिवर्तन के परिमाण के लिए वर्तमान की ताकत, जिसे चुंबकीय भी कहा जाता है प्रवाह चुंबक की ताकत, कोर के चारों ओर कॉइल की संख्या और कंडक्टिंग वायर की विशेषताएं सभी वास्तविक दुनिया के जनरेटर के लिए गणना को प्रभावित करती हैं।

चाहे घरेलू उपयोगिता जनरेटर, आपकी कार या परमाणु ऊर्जा संयंत्र के अंदर स्थित हो, जनरेटर में आमतौर पर समान विशेषताएं शामिल होती हैं। इनमें एक खोखला कोर वाला रोटर शामिल होता है जो एक स्टेटर के चारों ओर घूमता है। स्टेटर आमतौर पर एक शक्तिशाली चुंबक होता है, जबकि बिजली ले जाने वाले कॉइल रोटर के चारों ओर घाव होते हैं। कुछ जनरेटर में, कॉइल स्टेटर के चारों ओर घाव कर रहे हैं और रोटर चुंबकित है। कोई फर्क नहीं पड़ता। किसी भी तरह, बिजली बह जाएगी।

बिजली के प्रवाह के लिए रोटर को घूमना पड़ता है, और यहीं से यांत्रिक ऊर्जा का इनपुट आता है। बड़े पैमाने पर जनरेटर इस ऊर्जा के लिए विभिन्न प्रकार के ईंधन और प्राकृतिक प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। रोटर के प्रत्येक घुमाव के साथ, वर्तमान प्रवाह रुक जाता है, उलट जाता है, फिर से रुक जाता है और आगे की दिशा में लौट आता है। इस प्रकार की बिजली को प्रत्यावर्ती धारा कहा जाता है, और यह एक सेकंड में जितनी बार दिशा बदलती है यह एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

अधिकांश जनरेटर में रोटर एक टरबाइन से जुड़ा होता है, और कई उत्पादन संयंत्रों में, टरबाइन भाप से संचालित होता है। इस भाप का उत्पादन करने के लिए पानी को गर्म करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और उस ऊर्जा की आपूर्ति जीवाश्म ईंधन, जैसे कोयला और प्राकृतिक गैस, बायोमास या परमाणु विखंडन द्वारा की जा सकती है। ईंधन प्राकृतिक स्रोतों से भी आ सकता है, जैसे भूतापीय ऊर्जा - जमीन में गहराई से निकलने वाली प्राकृतिक गर्मी। जलविद्युत जनरेटर एक झरने की ऊर्जा से संचालित होते हैं। निकोला टेस्ला द्वारा डिजाइन और जॉर्ज वेस्टिंगहाउस द्वारा निर्मित दुनिया का पहला हाइड्रोइलेक्ट्रिक जनरेटर, नियाग्रा फॉल्स में स्थित है। यह लगभग 4.9 मिलियन किलोवाट बिजली पैदा करता है, जो 3.8 मिलियन घरों के लिए पर्याप्त है।

जनरेटर बनाना बहुत आसान है। कई डिजाइन संभव हैं, लेकिन सबसे आसान में से एक में एक स्थिर कुंडल और एक घूर्णन चुंबक होता है। तार अपमानजनक टेप के साथ लेपित कील के चारों ओर घाव हैं, और चुंबक एक साधारण घोड़े की नाल के आकार का हो सकता है। जब आप चुंबक के आधार के माध्यम से एक छेद ड्रिल करते हैं, तो एक तंग-फिटिंग शाफ्ट डालें और शाफ्ट को एक ड्रिल से जोड़ दें, आप चुंबक को चारों ओर घुमाने के लिए ड्रिल को संचालित करके बल्ब को जलाने के लिए पर्याप्त बिजली उत्पन्न कर सकते हैं कुंडल।