Како ради генератор?

Стварање нечега значи стварање од других састојака. Можете створити кратку причу користећи фрагменте идеја о свету око вас; људи генеришу планове за свој живот на основу информација које прикупљају из различитих извора.

Генератор, свакодневним језиком, је ентитет који је способан да производи снагу, обично електричну енергију, за људске напоре. Будући да се енергија и енергија, на жалост, не могу створити ни из чега, сами генератори морају да се напајају од неке врсте спољног извора, енергије која се затим канализује у корисну електричну енергију. Ако сте икада провели време кампујући у кабини у власништву добро припремљених људи, можда вам је познат концепт генератора на гас. Данас постоје разне врсте генератора, али сви се ослањају на исте основне принципе рада физичког генератора.

1831. године физичар Мицхаел Фарадаи открио је да када се магнет помера унутар калема жице, електрони „пролазе“ унутар жице, тим покретом названим електрична струја. Генератор је свака машина која енергију претвара у електричну струју, али без обзира на извор те енергије - било да је то енергија угља, хидроелектрана или ветра - крајњи разлог због којег се електрична струја ствара је кретање унутар магнета поље.

По свој прилици сте на неки начин видели магнете у акцији - можда мале, правоугаоне магнете који се користе у кућним и канцеларијским поставкама за постављање предмета од интереса на фрижидере. Посебна врста магнета у облику цилиндра, названа електромагнет, постављена је око низа изолованих калемова проводне жице (попут бакарне жице) омотаних око централне осовине. Свака од ових много завојница је тада попут прстена који окружује осовину и оријентисан је под правим углом у односу на осу осовине, слично као и однос гума према осовини која их држи. Када се осовина спојена на жице окреће, ствара се струја, јер цилиндрични електромагнет изван жица не ротира заједно са њима, успостављајући тако релативно кретање између магнетног поља и наелектрисања унутар проводника жица.

Иста ствар би се догодила када би се извор магнетног поља кретао у близини непокретне жице или жица. Није важно које се креће, магнет или жица (или обоје), све док између њих постоји релативно трајно кретање.

Зашто је стална производња електричне енергије увек забрињавајућа? Зашто знате да ће вам живот бити прекинут и вероватно поремећен ако „нестане струје“ дуже од једног дана? Једноставан одговор је да, иако људи могу да складиште огромне количине фосилних горива попут природног гаса и нафте за употребу у хитним случајевима, не постоји добар начин за складиштење великих количина електричне енергије. Вероватно имате верзију најбољег покушаја човечанства да ускладишти електричну енергију на дохват руке, а то је батерија. Али док су батерије, као и све остало у свету технологије, временом постале све моћније и дуготрајније, оне то и јесу изузетно ограничени у смислу њиховог капацитета да одржавају врсту масивних напонских излаза потребних за напајање читавих градова и модерних економије.

Као резултат тога што не постоји поуздан начин за складиштење електричне енергије, у савременом свету увек морају постојати начини њене производње из сировина. Због тога већина предузећа, зависно од њихове природе, има резервне генераторе у случају да се опскрба амбијенталног града прекине. Иако продавница бејзбол карата која сат времена губи снагу можда неће бити катастрофална, узмите у обзир ефекте у болничкој интензивној њези јединица у којој машине на електрични погон буквално одржавају људе на животу дишући за њих и друге виталне функције.

Замислите два велика магнета у облику коцке постављена метар један од другог, један с јужним полом окренутим према северном полу другог, и тако ствара између њих јако, адитивно магнетно поље. Ово поље показује према северном полу и, и ако су крајеви магнета савршено вертикални у у односу на под, смер магнетног поља паралелан је поду, попут низа невидљивих теписи. Ако се проводна жица која стоји равно према горе помери кроз размак између магнета и остане тачно 0,5 метара од сваке, кретање жице је окомито на магнетно поље и струја се генерише дуж жица. Магнетно поље, кретање жице и смер струје (и смер жице) су међусобно окомити.

Важно из овог је да је овај уређај са магнетном жицом савршено постављен да генерише стабилно снабдевање електричном енергијом све док централно окно наставља ротирати, померајући жице намотане унутар цилиндричног магнета на такав начин да се обезбеди сталан проток струје кроз жице и ка спољној машини, кући или целој снази решетка. Овде је трик, наравно, обезбеђивање снаге да се вратило заврти. Инжењери су произвели низ различитих врста генератора који користе различите изворе енергије.

Електрични генератори се могу поделити на топлотне генераторе који користе топлоту за производњу електричне енергије и кинетичке генераторе који енергију кретања користе за производњу електричне енергије. (Имајте на уму да топлота, рад и енергија имају исте јединице - обично џула или више њих, али понекад калорије, ергови или британске термалне јединице [БТУ]). Снага је енергија по јединици времена и обично је у ватима или коњским снагама.)

Термогенератори: Генератори фосилних горива су индустријски стандард и напајају се сагоревањем угља, нафте (нафте) или природног гаса. Ова горива су обилна, али ограничена и стварају мноштво еколошких и здравствених проблема који су подстакли човечанство да изнађе алтернативе. Когенерација укључује одвођење отпадне паре из ових врста постројења купцима који пару користе за сопствене мање генераторе. Нуклеарна енергија је искоришћавање енергије која се ослобађа током нуклеарне фисије, „чист“, али контроверзан процес. Природни гас генератори производе електричну енергију без производње паре и могу се комбиновати са производњом паре. Биомаса биљке, у којима се нетрадиционални предмети користе као гориво (попут дрвета или биљне материје), замах су добили почетком 21. века.

Кинетичкигенератори: Две главне врсте кинетичких генератора електричне енергије су хидроелектране и ветроелектране (или ветротурбине). Хидроелектране ослоните се на проток воде да бисте окретали осовине унутар генератора. Будући да током године мало река тече нечим што подсећа на устаљену брзину, већина ових објеката укључује вештачка језера која су створиле бране (као што је Лаке Медовина у јужној Невади и северној Аризони коју је формирала брана Хоовер) тако да се протоком преко турбина може вештачки манипулисати у складу са површином потребе. Енергија ветра има предност што не нарушава локално земљиште и дивље животиње на исти начин као што то чине вештачка језера, али ваздуха има много мање ефикасан од воде у производњи енергије, а такође носи проблем различитих нивоа и брзина ветар. Док „фарме ветрењача“ могу да укључују бројне турбине повезане заједно да би створиле одређени ниво снага, снага ветра довољна за снабдевање електричном енергијом значајних заједница још увек није била изводљива 2018.