Baterija pretvarja kemično energijo v električno energijo, sončna celica pa iz nje proizvaja električno energijo sončna energija, če pa želite proizvajati električno energijo iz mehanske energije, potrebujete indukcijo generator. Ti generatorji so lahko dovolj majhni za napajanje svetilke v obliki ročice ali dovolj veliki za napajanje celotnih mest, vendar vsa delo po principu elektromagnetne indukcije, ki ga je odkril Michael Faraday, angleški fizik iz 19. stoletja in izumitelj. Danes indukcijski generatorji, ki delujejo na različna goriva, oskrbujejo z električno energijo večino svetovnega prebivalstva.
Kako deluje indukcija
Faradayev indukcijski poskus je verjetno eden najpomembnejših v fiziki in je bil razmeroma preprost. Ovoj okoli dolžine prevodne žice je navil okoli krožnega jedra in žico povezal z merilnikom. Ugotovil je, da premikanje magneta skozi sredino kroga povzroči, da tok teče v žici. Tok se je ustavil, ko je nehal premikati magnet, in je tekel v nasprotno smer, ko je obrnil smer magneta. Kasneje je oblikoval zakon o elektromagnetni indukciji, ki je zdaj znan kot Faradayev zakon, ki je povezoval jakost toka do velikosti spremembe magnetnega polja, znanega tudi kot magnetno pretok. Moč magneta, število tuljav okoli jedra in značilnosti prevodne žice vplivajo na izračune za realne generatorje.
Kako generatorji uporabljajo indukcijo
Ne glede na to, ali se nahajajo znotraj gospodinjskega generatorja, vašega avtomobila ali jedrske elektrarne, imajo generatorji običajno enake lastnosti. Vključujejo rotor z votlim jedrom, ki se vrti okoli statorja. Stator je običajno močan magnet, medtem ko so tuljave, ki prenašajo elektriko, navite okoli rotorja. Pri nekaterih generatorjih so tuljave navite okoli statorja, rotor pa se namagneti. Ni pomembno. Kakor koli že, elektrika bo tekla.
Rotor se mora vrteti, da elektrika teče in tu vstopi mehanična energija. Veliki proizvajalci za to energijo uporabljajo različna goriva in naravne procese. Z vsakim vrtenjem rotorja se trenutni tok ustavi, obrne, ponovno ustavi in vrne v smer naprej. Ta vrsta električne energije se imenuje izmenični tok in pomembnost je, kolikokrat v sekundi spremeni smer.
Vrste goriva
Rotor v večini generatorjev je povezan s turbino, v mnogih elektrarnah pa je turbina na parni pogon. Za proizvodnjo te pare je potrebna energija za ogrevanje vode, ki jo je mogoče dobaviti s fosilnimi gorivi, kot so premog in zemeljski plin, biomasa ali jedrska cepitev. Gorivo lahko prihaja tudi iz naravnih virov, kot je geotermalna energija - naravna toplota, ki prihaja iz globokih tal. Hidroelektrične generatorje poganja energija slapa. Prvi vodni generator na svetu, ki ga je zasnoval Nikola Tesla, zgradil pa ga je George Westinghouse, se nahaja na Niagarskih slapovih. Ustvari približno 4,9 milijona kilovatov moči, kar je dovolj za 3,8 milijona domov.
Izdelava lastnega generatorja
Zelo enostavno je zgraditi generator. Možno je veliko izvedb, vendar je eno najlažjih sestavljeno iz stacionarne tuljave in vrtljivega magneta. Žice so navite okoli žeblja, prevlečenega z žaljivim trakom, magnet pa je lahko preprost v obliki podkve. Ko izvrtate luknjo skozi dno magneta, vstavite tesno pritrjeno gred in pritrdite gred na sveder, lahko samo z vrtalnikom, da se magnet vrti okoli, lahko proizvedete dovolj električne energije za prižiganje žarnice tuljava.
