Wanneer een geleider in een veranderend magnetisch veld wordt geplaatst, bewegen de elektronen in de geleider, waardoor een elektrische stroom wordt opgewekt. Magneten produceren dergelijke magnetische velden en kunnen in verschillende configuraties worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Afhankelijk van het soort magneet dat wordt gebruikt, kan een roterende elektrische generator magneten hebben die op verschillende locaties zijn geplaatst en op verschillende manieren elektriciteit opwekken. De meeste elektriciteit die wordt gebruikt, is afkomstig van generatoren die magnetische velden gebruiken om die elektriciteit te produceren.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Elektrische generatoren draaien draadspoelen door magnetische velden die worden gecreëerd door permanente of elektrische magneten. Terwijl de geleidende spoelen door de magnetische velden bewegen, bewegen de elektronen in de draden, waardoor een elektrische stroom ontstaat.
Magnetisme gebruiken om elektriciteit te creëren
Terwijl een toenemende hoeveelheid elektriciteit wordt geproduceerd door zonnepanelen en een kleine hoeveelheid wordt verkregen van batterijen, de meeste elektriciteit komt van generatoren die magnetische velden gebruiken om te creëren elektriciteit. Deze generatoren zijn gemaakt van draadspoelen die ofwel door magnetische velden worden geroteerd of stationair zijn rond een as met roterende magneten. In beide gevallen worden de draadspoelen blootgesteld aan veranderende magnetische velden die door de magneten worden gecreëerd.
De magneten kunnen permanente of elektrische magneten zijn. Permanente magneten worden vooral gebruikt in kleine generatoren en hebben als voordeel dat ze geen stroomvoorziening nodig hebben. Elektrische magneten zijn van ijzer of staal omwonden met draad. Wanneer elektriciteit door de draad gaat, wordt het metaal magnetisch en creëert het een magnetisch veld.
De draadspoelen van de generatoren zijn geleiders en wanneer de elektronen in de draden worden blootgesteld aan veranderende magnetische velden, bewegen ze, waardoor een elektrische stroom in de draden ontstaat. De draden zijn met elkaar verbonden en de elektriciteit verlaat uiteindelijk de krachtcentrale en gaat door naar huizen en fabrieken.
Proberen een eeuwigdurende magnetische generator te bouwen
Wanneer permanente magneten in een generator worden gebruikt, hoeft u alleen maar de generatoras te draaien om elektriciteit op te wekken. Nadat deze generatoren voor het eerst waren ontwikkeld, dachten mensen dat ze de generator een motor konden laten aandrijven die vervolgens de generator zou laten draaien. Ze dachten dat als de motor en generator precies op elkaar waren afgestemd, ze een magnetische krachtbron zouden kunnen bouwen die voor altijd zou werken als een perpetuum mobile.
Helaas werkte het niet. Hoewel dergelijke generatoren en motoren zeer efficiënt zijn, hebben ze nog steeds elektrische verliezen in de weerstand van de draden en is er wrijving in de aslagers. Zelfs als de mensen die de experimenten uitvoerden, de generator-motoreenheid een tijdje lieten draaien, stopte deze uiteindelijk vanwege de verliezen en de wrijving.
Hoe een typische generator van een elektriciteitscentrale werkt
Grote energiecentrales hebben grote generatoren ter grootte van een kamer die elektriciteit produceren met behulp van magnetische velden van elektrische magneten. Gewoonlijk zijn de elektrische magneten op een as gemonteerd en verbonden met de elektrische voeding. Wanneer de elektriciteit is ingeschakeld, creëren de elektrische magneten krachtige magnetische velden. Rond de as zijn spoelen van draad gemonteerd. Terwijl de as met de magneten roteert, worden de draadspoelen blootgesteld aan veranderende magnetische velden en wordt een elektrische stroom in de draden gegenereerd.
Er kunnen veel verschillende methoden worden gebruikt om de assen van de generatoren te laten draaien en elektriciteit te produceren. Bij windturbines draait de propeller de as. In kolen- en kerncentrales creëert de warmte van de verbranding van de steenkool of van de kernreactie stoom om een turbine aan te drijven die de generator aandrijft. In aardgasgestookte centrales doet een gasturbine hetzelfde werk. Energiecentrales hebben een energiebron nodig die de generatoras kan laten draaien, waarna de magneten de magnetische velden kunnen produceren die elektriciteit opwekken.