Quando un conduttore viene posto in un campo magnetico variabile, gli elettroni nel conduttore si muovono, generando una corrente elettrica. I magneti producono tali campi magnetici e possono essere utilizzati in varie configurazioni per generare elettricità. A seconda del tipo di magnete utilizzato, un generatore elettrico rotante può avere magneti posizionati in posizioni diverse e generare elettricità in modi diversi. La maggior parte dell'elettricità in uso proviene da generatori che utilizzano campi magnetici per produrre tale elettricità.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
I generatori elettrici ruotano bobine di fili attraverso campi magnetici creati da magneti permanenti o elettrici. Mentre le bobine conduttrici si muovono attraverso i campi magnetici, gli elettroni nei fili si muovono, creando una corrente elettrica.
Usare il magnetismo per creare elettricità
Mentre una quantità crescente di elettricità viene prodotta dai pannelli solari e se ne ottiene una piccola quantità dalle batterie, la maggior parte dell'elettricità proviene da generatori che utilizzano campi magnetici per creare elettricità. Questi generatori sono costituiti da bobine di filo che vengono ruotate attraverso campi magnetici o sono stazionarie attorno a un albero con magneti rotanti. In entrambi i casi, le bobine di filo sono esposte a campi magnetici mutevoli creati dai magneti.
I magneti possono essere magneti permanenti o elettrici. I magneti permanenti sono utilizzati principalmente nei piccoli generatori e hanno il vantaggio di non aver bisogno di alimentazione. I magneti elettrici sono ferro o acciaio avvolto con filo. Quando l'elettricità passa attraverso il filo, il metallo diventa magnetico e crea un campo magnetico.
Le bobine di filo dei generatori sono conduttori e quando gli elettroni nei fili sono esposti a campi magnetici mutevoli, si muovono, creando una corrente elettrica nei fili. I fili sono collegati insieme e l'elettricità alla fine lascia la centrale elettrica e va a case e fabbriche.
Cercando di costruire un generatore magnetico perpetuo
Quando si utilizzano magneti permanenti in un generatore, è sufficiente ruotare l'albero del generatore per produrre elettricità. Dopo che questi generatori sono stati sviluppati per la prima volta, le persone hanno pensato di poter far sì che il generatore alimentasse un motore che avrebbe poi acceso il generatore. Pensavano che se il motore e il generatore fossero stati abbinati esattamente, avrebbero potuto costruire una fonte di energia magnetica che avrebbe funzionato per sempre come una macchina a moto perpetuo.
Sfortunatamente, non ha funzionato. Sebbene tali generatori e motori siano molto efficienti, hanno ancora perdite elettriche nella resistenza dei fili e c'è attrito nei cuscinetti dell'albero. Anche quando le persone che facevano gli esperimenti facevano funzionare l'unità generatore-motore per un po', alla fine si fermava a causa delle perdite e dell'attrito.
Come funziona un tipico generatore di centrali elettriche
Le grandi centrali elettriche hanno grandi generatori delle dimensioni di una stanza che producono elettricità utilizzando campi magnetici da magneti elettrici. Solitamente i magneti elettrici sono montati su un albero e sono collegati all'alimentazione elettrica. Quando l'elettricità è accesa, i magneti elettrici creano potenti campi magnetici. Le bobine di filo sono montate attorno all'albero. Quando l'albero con i magneti ruota, le bobine di filo sono esposte a campi magnetici mutevoli e nei fili viene generata una corrente elettrica.
Molti metodi diversi possono essere utilizzati per far ruotare gli alberi dei generatori e produrre elettricità. Nelle turbine eoliche, l'elica fa ruotare l'albero. Nelle centrali a carbone e nucleari, il calore della combustione del carbone o della reazione nucleare crea vapore per far funzionare una turbina che aziona il generatore. Negli impianti alimentati a gas naturale, una turbina a gas fa lo stesso lavoro. Le centrali elettriche hanno bisogno di una fonte di energia che possa far ruotare l'albero del generatore, e quindi i magneti possono produrre i campi magnetici che generano elettricità.
