バッテリーは化学エネルギーを電気に変換し、太陽電池はから電気を生成します 太陽のエネルギーですが、力学的エネルギーから電気を生成したい場合は、誘導が必要です 発生器。 これらの発電機は、クランク式懐中電灯に電力を供給するのに十分小さい場合もあれば、都市全体に電力を供給するのに十分大きい場合もありますが、すべて 19世紀の英国の物理学者であるマイケルファラデーによって発見された電磁誘導の原理に取り組んでいます。 発明者。 今日、さまざまな燃料で稼働する誘導発電機は、世界のほとんどの人口に電力を供給しています。
誘導のしくみ
ファラデーの誘導実験は、おそらく物理学で最も重要なものの1つであり、比較的単純なものでした。 彼はある長さの導線を円形の芯に巻き付け、その線をメーターに接続しました。 彼は、磁石を円の中心に通すと、ワイヤーに電流が流れることを発見しました。 磁石の動きを止めると電流が止まり、磁石の方向を逆にすると逆方向に流れました。 彼は後に、現在ファラデーの法則として知られている電磁誘導の法則を策定しました。 磁場の変化の大きさに対する電流の強さ、磁気としても知られています フラックス。 磁石の強度、コアの周りのコイルの数、および導線の特性はすべて、実際の発電機の計算に影響を与えます。
ジェネレータが誘導を使用する方法
家庭用発電機、自動車、原子力発電所のいずれの内部に設置されていても、発電機には通常同じ機能が組み込まれています。 それらは、固定子の周りを回転する中空コアを備えた回転子を含む。 固定子は通常強力な磁石ですが、電気を運ぶコイルは回転子に巻かれています。 一部の発電機では、コイルが固定子に巻かれ、回転子が磁化されます。 それは問題ではありません。 いずれにせよ、電気は流れます。
電気が流れるためにはローターが回転する必要があり、そこで機械的エネルギーの入力が入ります。 大規模な発電機は、このエネルギーのためにさまざまな燃料と自然のプロセスを利用します。 ローターが回転するたびに、電流の流れは停止、逆転、再び停止し、順方向に戻ります。 この種の電気は交流と呼ばれ、1秒間に方向を変える回数が重要な特性です。
燃料の種類
ほとんどの発電機のローターはタービンに接続されており、多くの発電所では、タービンは蒸気駆動です。 この蒸気を生成するために水を加熱するためにエネルギーが必要であり、そのエネルギーは、石炭や天然ガス、バイオマス、核分裂などの化石燃料によって供給することができます。 燃料は、地熱エネルギー（地中深部から放出される自然熱）などの天然資源からも供給されます。 水力発電機は、滝のエネルギーを動力源としています。 ニコラテスラによって設計され、ジョージウェスティングハウスによって建設された世界初の水力発電機は、ナイアガラフォールズにあります。 約490万キロワットの電力を生成し、380万世帯に十分な電力を供給します。
独自のジェネレーターの作成
ジェネレーターの作成は非常に簡単です。 多くの設計が可能ですが、最も簡単なものの1つは、固定コイルと回転磁石で構成されています。 ワイヤーは侮辱的なテープでコーティングされた釘の周りに巻かれ、磁石は単純な馬蹄形のものにすることができます。 磁石の根元に穴を開けるときは、ぴったりと合うシャフトを挿入し、シャフトをドリルに取り付けます。 ドリルを操作して磁石を回転させるだけで、電球を点灯させるのに十分な電力を生成できます。 コイル。