Akumulators ķīmisko enerģiju pārveido par elektrību, un saules baterija no elektrības ražo elektrību saules enerģija, bet, ja jūs vēlaties ražot elektrību no mehāniskās enerģijas, jums ir nepieciešama indukcija ģenerators. Šie ģeneratori var būt pietiekami mazi, lai darbinātu kloķvārpstas stila zibspuldzi, vai arī pietiekami lieli, lai darbinātu enerģiju veselām pilsētām, bet visām darbs pēc elektromagnētiskās indukcijas principa, ko atklāja Maikls Faradejs, 19. gadsimta angļu fiziķis un izgudrotājs. Mūsdienās indukcijas ģeneratori, kas darbojas ar dažādām degvielām, piegādā elektroenerģiju lielākajai daļai pasaules iedzīvotāju.
Kā darbojas indukcija
Faradeja indukcijas eksperiments, iespējams, ir viens no svarīgākajiem fizikā, un tas bija samērā vienkāršs. Viņš apvija ap vadu vadu gar apļveida serdi un savienoja vadu ar metru. Viņš atklāja, ka magnēta pārvietošana pa apļa centru noveda pie tā, ka vadā plūst strāva. Strāva apstājās, kad viņš pārtrauca magnēta kustību, un, mainot magnēta virzienu, tā plūda pretējā virzienā. Vēlāk viņš formulēja elektromagnētiskās indukcijas likumu, kas tagad pazīstams kā Faradeja likums, kas saistīja strāvas stiprums līdz magnētiskā lauka izmaiņu lielumam, kas pazīstams arī kā magnētiskais plūsma. Magnēta stiprums, ruļļu skaits ap serdi un vadošās stieples īpašības viss ietekmē reālās pasaules ģeneratoru aprēķinus.
Kā ģeneratori izmanto indukciju
Neatkarīgi no tā, vai tie atrodas mājsaimniecības ģeneratorā, automašīnā vai atomelektrostacijā, ģeneratoriem parasti ir vienādas funkcijas. Tie ietver rotoru ar dobu serdi, kas rotē ap statoru. Stators parasti ir spēcīgs magnēts, savukārt spoles, kas ved elektrību, ir savītas ap rotoru. Dažos ģeneratoros spoles tiek savītas ap statoru un rotors tiek magnetizēts. Tas nav svarīgi. Katrā ziņā elektrība plūdīs.
Rotoram ir jāgriežas, lai elektrība plūst, un tieši tur rodas mehāniskās enerģijas ievads. Liela apjoma ģeneratori šai enerģijai izmanto dažādus degvielas veidus un dabiskos procesus. Ar katru rotora rotāciju strāvas plūsma apstājas, mainās, atkal apstājas un atgriežas uz priekšu. Šāda veida elektrību sauc par maiņstrāvu, un tas, cik reižu tā maina virzienu sekundē, ir svarīga īpašība.
Degvielas veidi
Rotors lielākajā daļā ģeneratoru ir savienots ar turbīnu, un daudzās ģeneratoru rūpnīcās turbīna darbojas ar tvaiku. Enerģija ir nepieciešama ūdens sildīšanai, lai iegūtu šo tvaiku, un šo enerģiju var piegādāt ar fosilo kurināmo, piemēram, ogles un dabasgāzi, biomasu vai kodola skaldīšanu. Degviela var nākt arī no dabīgiem avotiem, piemēram, no ģeotermālās enerģijas - dabiskā siltuma, kas rodas dziļi zemē. Hidroelektriskos ģeneratorus darbina ūdenskrituma enerģija. Pirmais pasaulē hidroelektrostaciju ģenerators, kuru projektējis Nikola Tesla un uzbūvējis Džordžs Vestinghauss, atrodas Niagāras ūdenskritumā. Tas rada aptuveni 4,9 miljonus kilovatu jaudas, kas ir pietiekami 3,8 miljoniem māju.
Pašu ģeneratora izgatavošana
Ģeneratoru ir ļoti viegli uzbūvēt. Ir iespējami daudzi modeļi, taču viens no vienkāršākajiem sastāv no stacionāras spoles un rotējoša magnēta. Vadi ir savīti ap naglu, kas pārklāts ar aizvainojošu lenti, un magnēts var būt vienkāršs pakava formas. Urbjot caurumu caur magnēta pamatni, ievietojiet cieši pieguļošu vārpstu un piestipriniet vārpstu pie urbja, jūs varat radīt pietiekami daudz elektroenerģijas, lai iedegtu spuldzi, vienkārši darbinot urbi, lai magnēts grieztos ap spole.
