Akumuliatorius cheminę energiją paverčia elektra, o saulės elementas gamina elektrą iš saulės energijos, tačiau jei norite gaminti elektrą iš mechaninės energijos, jums reikia indukcijos generatorius. Šie generatoriai gali būti pakankamai maži, kad galėtų maitinti švaistiklio tipo žibintuvėlį, arba pakankamai dideli, kad energiją teiktų ištisiems miestams, bet visiems darbas elektromagnetinės indukcijos principu, kurį atrado Michaelas Faraday, XIX amžiaus anglų fizikas ir išradėjas. Šiandien indukciniai generatoriai, kuriuose naudojami įvairūs degalai, tiekia elektrą daugumai pasaulio gyventojų.
Kaip veikia indukcija
Faradėjaus indukcinis eksperimentas, ko gero, yra vienas svarbiausių fizikoje, ir jis buvo gana paprastas. Jis suko laidžios vielos ilgį aplink apskritą šerdį ir sujungė laidą su metru. Jis nustatė, kad judinant magnetą apskritimo centre, viela tekėjo srovė. Srovė sustojo, kai jis nustojo judinti magnetą, ir jis tekėjo priešinga kryptimi, kai jis pakeitė magneto kryptį. Vėliau jis suformulavo elektromagnetinės indukcijos dėsnį, dabar žinomą kaip Faradėjaus dėsnis, kuris susiejo srovės stipris iki magnetinio lauko, dar vadinamo magnetiniu, pokyčio dydžio srautas. Magneto stiprumas, ritinių skaičius aplink šerdį ir laidžiosios laido charakteristikos daro įtaką realaus pasaulio generatorių skaičiavimams.
Kaip generatoriai naudoja indukciją
Nesvarbu, ar jie yra namų ūkio generatoriuje, ar automobilyje, ar atominėje elektrinėje, generatoriai paprastai turi tas pačias funkcijas. Jie apima rotorių su tuščiaviduriu šerdimi, kuris sukasi aplink statorių. Statorius paprastai yra galingas magnetas, tuo tarpu ritės, perduodančios elektrą, yra suvyniotos aplink rotorių. Kai kuriuose generatoriuose ritės suvyniojamos aplink statorių ir rotorius įmagnetinamas. Nesvarbu. Šiaip ar taip, elektra tekės.
Rotorius turi suktis, kad tekėtų elektra, ir ten atsiranda mechaninės energijos sąnaudos. Didelio masto generatoriai šiai energijai naudoja įvairius degalus ir natūralius procesus. Kiekvieną kartą sukant rotorių, srovės srautas sustoja, apsisuka, vėl sustoja ir grįžta į priekinę pusę. Ši elektros rūšis vadinama kintamąja srove, ir tai, kiek kartų ji per sekundę keičia kryptį, yra svarbi charakteristika.
Kuro rūšys
Daugelio generatorių rotorius yra sujungtas su turbina, o daugelyje generatorių turbina yra varoma garais. Energija reikalinga vandeniui pašildyti, kad gautų šį garą, ir ta energija gali būti tiekiama naudojant iškastinį kurą, pvz., Akmens anglį ir gamtines dujas, biomasę ar branduolio dalijimąsi. Kuras taip pat gali būti gaunamas iš natūralių šaltinių, tokių kaip geoterminė energija - natūrali šiluma, išsiskirianti iš gilumos žemėje. Hidroelektriniai generatoriai maitinami krioklio energija. Pirmasis pasaulyje hidroelektrinis generatorius, suprojektuotas Nikola Tesla ir pastatytas George'o Westinghouse'o, yra Niagaros krioklyje. Tai generuoja apie 4,9 milijono kilovatų galios, pakanka 3,8 milijonams namų.
Savo generatoriaus kūrimas
Sukonstruoti generatorių labai lengva. Galimi daugybė dizainų, tačiau vienas lengviausių susideda iš nejudančios ritės ir besisukančio magneto. Vielos yra suvyniotos aplink nagą, padengtą įžeidžiančia juosta, o magnetas gali būti paprastas pasagos formos. Kai gręžiate skylę per magneto pagrindą, įdėkite sandarų veleną ir pritvirtinkite veleną prie grąžto, jūs galite pagaminti pakankamai elektros lemputei įjungti tiesiog valdydami grąžtą, kad magnetas suktųsi aplink ritė.