როგორ მუშაობს გენერატორი?

რაღაცის გამომუშავება ნიშნავს სხვა ინგრედიენტებისგან შექმნას. თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ მოთხრობა გარშემომყოფ სამყაროს შესახებ იდეების ფრაგმენტების გამოყენებით; ადამიანები ქმნიან თავიანთი ცხოვრების გეგმებს ინფორმაციის საფუძველზე, რომელსაც ისინი სხვადასხვა წყაროდან აგროვებენ.

გენერატორი, ყოველდღიურ ენაზე, არის სუბიექტი, რომელსაც შეუძლია ელექტროენერგიის წარმოება, ჩვეულებრივ, ადამიანის საქმიანობისთვის. იმის გამო, რომ ენერგია და ენერგია არ შეიძლება შეიქმნას არაფრისგან, თავად გენერატორები უნდა იკვებებოდეს რაიმე გარე ენერგიის წყაროთი, რომელიც შემდეგ გადაეცემა გამოსაყენებელ ელექტროენერგიად. თუ თქვენ ოდესმე გაატარეთ დრო ბანაკზე სალონში, რომელსაც ფლობენ კარგად მომზადებული ხალხი, შეიძლება გაეცნოთ გაზზე მომუშავე გენერატორის კონცეფციას. დღესდღეობით არსებობს მრავალი სახის გენერატორი, მაგრამ ყველა მათგანი ეყრდნობა ერთსა და იმავე ფუნდამენტურ ფიზიკურ გენერატორთან მუშაობის პრინციპებს.

ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ 1831 წელს აღმოაჩინა, რომ როდესაც მაგნიტი გადაადგილდება მავთულის ხვიაში, ელექტრონები "მიედინება" მავთულის შიგნით, ამ მოძრაობას ელექტროენერგია ეწოდება. გენერატორი არის ნებისმიერი მანქანა, რომელიც ენერგიას აქცევს ელექტრულ დენად, მაგრამ მიუხედავად ამ ენერგიის წყაროს - იქნება ეს ნახშირი, ჰიდრო ან ქარის ენერგია - ელექტროენერგიის გამომუშავების საბოლოო მიზეზი არის მაგნიტური მოძრაობის საშუალებით ველი

დიდი ალბათობით, თქვენ ნახავთ მაგნიტების მოქმედებას გარკვეულწილად - შესაძლოა პატარა, მართკუთხა მაგნიტები, რომლებიც გამოიყენება სახლისა და ოფისის პირობებში, მაცივრებისთვის საინტერესო ნივთების დასადებად. სპეციალური ცილინდრის ფორმის მაგნიტი, რომელსაც ელექტრომაგნიტს უწოდებენ, მოთავსებულია გამტარ მავთულის (მაგალითად, სპილენძის მავთულის) იზოლირებული კოჭების სერიის გარშემო, რომლებიც გახვეულია ცენტრალურ ლილვზე. ამ მრავალი ხვია თითოეული ამრიგად ჰგავს ლილვს, რომელიც გარშემორტყმულია ლილვზე და ორიენტირებულია ლილვის ღერძის მიმართ მართი კუთხით, ჰგავს საბურავების ურთიერთობას ღერძთან, რომელიც მათ უჭირავს. როდესაც მავთულხლართებთან დაკავშირებული ლილვი ბრუნავს, წარმოიქმნება დენი, რადგან მავთულხლართების გარეთ ცილინდრული ელექტრომაგნიტი არ ბრუნავს მათთან ერთად, ამით დამყარდება ფარდობითი მოძრაობა მაგნიტურ ველსა და გამტარობის შიგნით მუხტებს შორის მავთული.

იგივე მოხდება, თუ მაგნიტური ველის წყარო გადაადგილდება სტაციონარული მავთულის ან სადენების სიახლოვეს. არ აქვს მნიშვნელობა რომელი მოძრაობს, მაგნიტი ან მავთული (ან ორივე), სანამ მათ შორის არის შედარებითი, მიმდინარე მოძრაობა.

რატომ არის მუდმივი ელექტროენერგიის გამომუშავება? რატომ იცით, რომ თქვენი ცხოვრება შეფერხდება და, ალბათ, ჩაიშლება, თუ "ელექტროენერგია დაიხურება" დაახლოებით ერთ დღეზე მეტხანს? მარტივი პასუხია ის, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ადამიანს შეუძლია უზარმაზარი წიაღისეული საწვავის შენახვა, როგორიცაა ბუნებრივი აირი და ნავთობი საგანგებო სიტუაციებში გამოსაყენებლად, დიდი რაოდენობით ელექტროენერგიის შენახვის კარგი გზა არ არსებობს. თქვენ ალბათ გაქვთ ვერსია კაცობრიობის საუკეთესო მცდელობისა ელექტროენერგიის შენახვა მიუწვდომელ ადგილას, რომელიც არის ელემენტი. მიუხედავად იმისა, რომ აკუმულატორები, ისევე როგორც ყველაფერი დანარჩენი ტექნოლოგიების სამყაროში, დროთა განმავლობაში უფრო მძლავრი და გრძელვადიანი გახდნენ უკიდურესად შეზღუდულია მათი შესაძლებლობების შესაბამისად, შეინარჩუნონ მასიური ძაბვის გამომავალი ზომები, რომლებიც საჭიროა მთელი ქალაქებისა და თანამედროვე ენერგომომარაგებისათვის ეკონომიკები.

იმის გამო, რომ ელექტროენერგიის შენახვის საიმედო გზა არ არსებობს, თანამედროვე სამყაროში ყოველთვის უნდა არსებობდეს ნედლეულისგან წარმოების გზები. ამიტომაა, რომ ბიზნესის უმეტესობას, მათი ხასიათიდან გამომდინარე, ჰყავს სარეზერვო გენერატორი, თუ გარემოში მიწოდება შეწყდება. მიუხედავად იმისა, რომ ბეისბოლის ბარათების მაღაზიაში ერთი საათის განმავლობაში ენერგიის დაკარგვა შეიძლება კატასტროფული არ იყოს, გაითვალისწინეთ, თუ რა შედეგები მოჰყვა საავადმყოფოს რეანიმაციაში ერთეული, რომელშიც ელექტროენერგიით მომუშავე მანქანები ფაქტიურად აცოცხლებენ ხალხს მათთვის სუნთქვის საშუალებით და სხვა სასიცოცხლო მნიშვნელობით ფუნქციები.

სურათზე გამოსახეთ ორი დიდი, კუბის ფორმის მაგნიტი, რომლებიც დაშორებულია მეტრის დაშორებით, ერთი სამხრეთ პოლუსით მიმართულია მეორის ჩრდილოეთით და ამით ქმნის მათ შორის ძლიერ, დანამატურ მაგნიტურ ველს. ეს ველი ჩრდილოეთ პოლუსისკენ არის მიმართული და, თუ მაგნიტების ბოლოები შესანიშნავად ვერტიკალურია იატაკთან მიმართებაში, მაგნიტური ველის მიმართულება პარალელურია იატაკთან, უხილავის დასტის მსგავსად ხალიჩები. თუ გამტარი მავთული სწორად დგას, გადაადგილდება მაგნიტებს შორის სივრცეში და რჩება ზუსტად 0,5 მეტრის დაშორებით, მავთულის მოძრაობა პერპენდიკულარულია მაგნიტური ველის მიმართ და წარმოიქმნება დენი მის გასწვრივ მავთული. მაგნიტური ველი, მავთულის მოძრაობა და დენის მიმართულება (და მავთულის მიმართულება) შესაბამისად პერპენდიკულარულია.

აქედან მნიშვნელოვანი წაგება ის არის, რომ მაგნიტური მავთულის მოწყობა შესანიშნავად არის შექმნილი ელექტროენერგიის სტაბილური მარაგის წარმოსაქმნელად, სანამ ცენტრალური ლილვი განაგრძობს მუშაობას ბრუნავს, ცილინდრული მაგნიტის შიგნით შემოხვეული მავთულები ისე, რომ უზრუნველყოს მავთულის მუდმივი დინება მავთულხლართებში და გარე მანქანამდე, სახლში ან მთლიანი ენერგიით ბადე რა თქმა უნდა, აქ ხრიკი წარმოადგენს ლილვის ტრიალს. ინჟინრებმა აწარმოეს სხვადასხვა სახის სხვადასხვა გენერატორები, რომლებიც იყენებენ ენერგიის სხვადასხვა წყაროს.

ელექტროგენერატორები შეიძლება დაიყოს თერმულ გენერატორებად, რომლებიც იყენებენ სითბოს ელექტროენერგიის წარმოქმნას და კინეტიკური გენერატორები, რომლებიც იყენებენ მოძრაობის ენერგიას ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. (გაითვალისწინეთ, რომ სითბოს, მუშაობასა და ენერგიას ყველა ერთნაირი აქვს - ჩვეულებრივ ჯოული ან მათი ჯერადი, მაგრამ ზოგჯერ კალორიები, ერგები ან ბრიტანული თერმული ერთეულები [BTU]. ენერგია არის ენერგია ერთეულის დროში და, როგორც წესი, ვატებში ან ცხენის ძალაშია.)

თერმული გენერატორები: წიაღისეული საწვავის გენერატორები წარმოადგენენ ინდუსტრიის სტანდარტს და იკვებება ნახშირის, ნავთობის (ნავთობის) ან ბუნებრივი გაზის დაწვით. ეს საწვავი უამრავია, მაგრამ სასრული, და ისინი ქმნიან უამრავ გარემოსდაცვით და ჯანმრთელობის პრობლემას, რამაც კაცობრიობა გამოიწვია ალტერნატივების მოსაძებნად. კოგენერაცია გულისხმობს ნარჩენების ორთქლის მიწოდებას ამ ტიპის მცენარეებიდან მომხმარებლებამდე, რომლებიც ორთქლს იყენებენ საკუთარი უფრო მცირე გენერატორებისთვის. ბირთვული ენერგია არის ბირთვული გახლეჩის დროს გამოყოფილი ენერგიის ათვისება, ”სუფთა”, მაგრამ სადავო პროცესია. ბუნებრივი აირი გენერატორები აწარმოებენ ელექტროენერგიას ორთქლის წარმოების გარეშე და მათი შერწყმა შესაძლებელია ორთქლის წარმოქმნასთან. ბიომასა მცენარეებმა, რომელშიც არატრადიციული საგნები იყენებენ საწვავად (მაგალითად, ხის ან მცენარეული ნივთიერებები), იმპულსი მიიღეს XXI საუკუნის დასაწყისში.

კინეტიკურიგენერატორები: კინეტიკური ელექტროენერგიის გენერატორების ორი ძირითადი სახეობაა ჰიდროელექტროსადგურები და ქარის ენერგია (ან ქარის ტურბინები). ჰიდროელექტროსადგურები დაეყრდნონ წყლის ნაკადს, შახტების დასატრიალებლად გენერატორების შიგნით. იმის გამო, რომ მთელი წლის განმავლობაში რამდენიმე მდინარე მიედინება, რაც მსგავსია სტაბილურად, ამ ობიექტების უმეტესობა მოიცავს კაშხლების მიერ შექმნილ ხელოვნურ ტბებს (მაგალითად, ტბა სამხრეთ ნევადაში და ჩრდილოეთ არიზონაში, ჰუვერის კაშხლის მიერ ჩამოყალიბებული) ისე, რომ ტურბინების ნაკადის ხელოვნურად მანიპულირება მოხდეს ტერიტორიის შესაბამისად საჭიროებებს. ქარის ენერგია აქვს უპირატესობა, რომ არ არღვევს ადგილობრივ მიწას და ველურ ბუნებას ისე, როგორც ხელოვნური ტბები, მაგრამ ჰაერი ბევრია ნაკლებეფექტურია, ვიდრე წყალი ენერგიის გამომუშავებაში და ის ასევე ახდენს სხვადასხვა დონისა და სიჩქარის პრობლემას ქარი მიუხედავად იმისა, რომ "წისქვილის მეურნეობებში" შეიძლება ჩართული იყოს მთელი რიგი ტურბინები, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, გარკვეული დონის შესაქმნელად ენერგია, ქარის ენერგია, რომელიც საკმარისი იყო ელექტროენერგიის მიწოდებაზე დიდი თემებისთვის, ჯერ შეუძლებელი იყო 2018.