Kiedy przewodnik jest umieszczony w zmiennym polu magnetycznym, elektrony w przewodniku poruszają się, wytwarzając prąd elektryczny. Magnesy wytwarzają takie pola magnetyczne i mogą być używane w różnych konfiguracjach do generowania elektryczności. W zależności od rodzaju użytego magnesu, obrotowy generator elektryczny może mieć magnesy umieszczone w różnych miejscach i może generować energię elektryczną na różne sposoby. Większość używanej energii elektrycznej pochodzi z generatorów, które do produkcji tej energii wykorzystują pola magnetyczne.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Generatory elektryczne obracają zwoje drutów za pomocą pól magnetycznych wytworzonych przez magnesy stałe lub elektryczne. Gdy cewki przewodzące poruszają się w polu magnetycznym, elektrony w przewodach poruszają się, wytwarzając prąd elektryczny.
Wykorzystanie magnetyzmu do wytwarzania energii elektrycznej
Podczas gdy coraz większa ilość energii elektrycznej jest wytwarzana przez panele słoneczne i uzyskuje się niewielką ilość z baterii większość energii elektrycznej pochodzi z generatorów, które wykorzystują do tworzenia pola magnetyczne Elektryczność. Generatory te składają się z cewek drutu, które są albo obracane przez pola magnetyczne, albo nieruchome wokół wału z obracającymi się magnesami. W obu przypadkach zwoje drutu są narażone na zmieniające się pola magnetyczne wytwarzane przez magnesy.
Magnesy mogą być magnesami trwałymi lub elektrycznymi. Magnesy trwałe są stosowane głównie w małych generatorach i mają tę zaletę, że nie wymagają zasilania. Magnesy elektryczne są uzwojone drutem żelaznym lub stalowym. Kiedy prąd przepływa przez drut, metal staje się magnetyczny i wytwarza pole magnetyczne.
Zwoje drutu generatorów są przewodnikami, a gdy elektrony w przewodach są wystawione na działanie zmieniających się pól magnetycznych, poruszają się, wytwarzając w przewodach prąd elektryczny. Przewody są ze sobą połączone, a prąd ostatecznie opuszcza elektrownię i zasila domy i fabryki.
Próba zbudowania wiecznego generatora magnetycznego
Kiedy w generatorze stosuje się magnesy trwałe, wystarczy obrócić wał generatora, aby wytworzyć prąd. Po tym, jak te generatory zostały po raz pierwszy opracowane, ludzie myśleli, że mogą sprawić, że generator będzie zasilał silnik, który następnie włączy generator. Pomyśleli, że gdyby silnik i generator były dokładnie dopasowane, mogliby zbudować źródło zasilania magnetycznego, które działałoby w nieskończoność jako perpetuum mobile.
Niestety to nie zadziałało. Chociaż takie generatory i silniki są bardzo wydajne, nadal mają straty elektryczne w rezystancji przewodów i występuje tarcie w łożyskach wału. Nawet gdy ludzie przeprowadzający eksperymenty uruchomili na jakiś czas agregat prądotwórczo-silnikowy, w końcu zatrzyma się on z powodu strat i tarcia.
Jak działa typowy generator elektrowni
Duże elektrownie mają duże generatory wielkości pomieszczenia, które wytwarzają energię elektryczną za pomocą pól magnetycznych z magnesów elektrycznych. Zwykle magnesy elektryczne są zamontowane na wale i są podłączone do zasilania elektrycznego. Gdy prąd jest włączony, magnesy elektryczne wytwarzają silne pola magnetyczne. Wokół wału zamontowane są zwoje drutu. Gdy wałek z magnesami obraca się, zwoje drutu są wystawione na działanie zmieniających się pól magnetycznych i w przewodach generowany jest prąd elektryczny.
Można zastosować wiele różnych metod, aby wały generatorów obracały się i wytwarzały energię elektryczną. W turbinach wiatrowych śmigło obraca wałem. W elektrowniach węglowych i jądrowych ciepło ze spalania węgla lub reakcji jądrowej wytwarza parę do napędzania turbiny napędzającej generator. W elektrowniach zasilanych gazem ziemnym turbina gazowa wykonuje tę samą pracę. Elektrownie potrzebują źródła energii, które może wprawić w ruch wał generatora, a następnie magnesy mogą wytwarzać pola magnetyczne, które generują energię elektryczną.