როგორ გადავიყვანოთ მექანიკური ენერგია ელექტროენერგიად

ბატარეა ქიმიურ ენერგიას ელექტროენერგიად აქცევს, ხოლო მზის ელემენტი აწარმოებს ელექტროენერგიას მზის ენერგია, მაგრამ თუ გსურთ ელექტროენერგიის წარმოება მექანიკური ენერგიისგან, გჭირდებათ ინდუქცია გენერატორი. ეს გენერატორები შეიძლება საკმარისად მცირე იყო, რათა ენთუზიაზმიანი ფანარი ან საკმარისად დიდი ჰქონდეს მთელი ქალაქების ენერგიის დასაწყებად, მაგრამ ყველა მუშაობა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის პრინციპზე, რომელიც აღმოაჩინა მე -19 საუკუნის ინგლისელმა ფიზიკოსმა მაიკლ ფარადეიმ და გამომგონებელი. დღეს ინდუქციური გენერატორები, რომლებიც მუშაობენ სხვადასხვა საწვავზე, ელექტროენერგიით ამარაგებენ მსოფლიოს მოსახლეობის უმეტეს ნაწილს.

ფარადეის ინდუქციური ექსპერიმენტი, ალბათ, ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანია ფიზიკაში და ის შედარებით მარტივი იყო. მან წრიული ბირთვის გარშემო გაატარა გამტარ მავთულის სიგრძე და დააკავშირა მავთული მრიცხველთან. მან დაადგინა, რომ მაგნიტის გადაადგილება წრის ცენტრში იწვევს მავთულის მიმდინარეობას. დენი შეჩერდა, როდესაც მან შეაჩერა მაგნიტის მოძრაობა, და ის საწინააღმდეგო მიმართულებით მიედინებოდა, როდესაც მან მაგნიტის მიმართულება შეცვალა. მოგვიანებით მან ჩამოაყალიბა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი, რომელიც ახლა ფარადეის კანონის სახელით არის ცნობილი, რომელიც ეხებოდა მაგნიტური ველის ცვლილების სიდიდეზე დენის სიძლიერე, აგრეთვე ცნობილი როგორც მაგნიტური ნაკადი მაგნიტის სიძლიერე, ბირთვის გარშემო ბორბლების რაოდენობა და გამტარ მავთულის მახასიათებლები გავლენას ახდენს რეალურ გენერატორებზე.

საყოფაცხოვრებო კომუნალური გენერატორის, თქვენი მანქანის ან ბირთვული ელექტროსადგურის შიგნით მდებარეობს, გენერატორები, ძირითადად, იგივე მახასიათებლებს შეიცავს. მათ შორისაა როტორი ღრუ ბირთვით, რომელიც ბრუნავს სტატორის გარშემო. სტატორი, როგორც წესი, არის ძლიერი მაგნიტი, ხოლო ხვია, რომელსაც ელექტროენერგია აქვს, მოხვეულია როტორის გარშემო. ზოგიერთ გენერატორში, ხვია იკვრება სტატორის გარშემო და ხდება როტორის მაგნიტიზაცია. არა აქვს მნიშვნელობა. ასეა თუ ისე, ელექტროენერგია შემოვა.

როტორი უნდა ტრიალებდეს, რომ ელექტროენერგია შემოვა და სწორედ აქ შემოდის მექანიკური ენერგიის შეყვანა. ფართომასშტაბიანი გენერატორები იყენებენ სხვადასხვა ენერგიის საწვავს და ბუნებრივ პროცესებს. როტორის ყოველი ბრუნვისას, მიმდინარე ნაკადი ჩერდება, უკუღმა ხდება, ისევ ჩერდება და ბრუნდება წინ მიმართულებით. ამ ტიპის ელექტროენერგიას ალტერნატიული მიმდინარეობა ეწოდება და წამში რამდენჯერმე იცვლის მიმართულებას, მნიშვნელოვანი მახასიათებელია.

უმეტეს გენერატორებში როტორი უკავშირდება ტურბინს და ბევრ გენერატორულ ქარხანაში ტურბინა ორთქლზე მუშაობს. ენერგია საჭიროა წყლის გასათბობად ამ ორთქლის წარმოსაქმნელად და ეს ენერგია შეიძლება მომარაგდეს წიაღისეული საწვავიდან, როგორიცაა ნახშირი და ბუნებრივი აირი, ბიომასა ან ბირთვული განხეთქილება. საწვავი ასევე შეიძლება მოვიდეს ბუნებრივი წყაროებიდან, მაგალითად, გეოთერმული ენერგიიდან - ბუნებრივი სიცხე, რომელიც გამოდის მიწის სიღრმიდან. ჰიდროელექტროსადგურების გენერატორი ენერგიას აწარმოებს ჩანჩქერიდან. მსოფლიოში პირველი ჰიდროელექტროსადგური, რომელიც შექმნა ნიკოლა ტესლას და ააშენა ჯორჯ ვესტინჰაუზმა, მდებარეობს ნიაგარის ჩანჩქერზე. ის გამოიმუშავებს დაახლოებით 4,9 მილიონი კილოვატი ენერგიას, რაც საკმარისია 3,8 მილიონი სახლისთვის.

გენერატორის მშენებლობა ძალიან მარტივია. ბევრი დიზაინი შესაძლებელია, მაგრამ ერთ-ერთი ყველაზე მარტივი შედგება სტაციონარული ხვია და მბრუნავი მაგნიტისგან. მავთულხლართებს ეხვევა შეურაცხმყოფელი ლენტით დაფარული ფრჩხილის გარშემო და მაგნიტი შეიძლება იყოს მარტივი ცხენის ფორმის. როდესაც მაგნიტის ფსკერს ხვრელს გაუკეთებთ, ჩადეთ მჭიდროდ დამაგრებული ლილვი და მიამაგრეთ ლილვი ბურღზე, თქვენ შეგიძლიათ გამოიმუშაოთ საკმარისი ელექტროენერგია ბოლქვის გასანათებლად, მხოლოდ საბურღი მუშაობით, რომ მაგნიტი შემოტრიალდეს გარშემო ხვია