Tartalom
- Hogyan működik az indukció?
- Hogyan használják a generátorok az indukciót?
- Az üzemanyag típusai
- Saját generátor készítése
Az akkumulátor kémiai energiát villamos energiává alakít át, és egy napelem termel napelemet a nap energiájából, de ha mechanikai energiát szeretne előállítani, akkor szüksége van egy indukciós generátorra. Ezek a generátorok elég kicsik lehetnek forgattyú stílusú zseblámpa bekapcsolásához, vagy elég nagyak lehetnek egész városok energiájához, de ezek mindegyike az elektromágneses indukció elvén működik, amelyet Michael Faraday, a 19. századi angol fizikus és feltaláló fedez fel. Manapság a különféle üzemanyagokkal működő indukciós generátorok áramot szolgáltatnak a világ legtöbb lakosságának.
Hogyan működik az indukció?
A faraday indukciós kísérlet valószínűleg az egyik legfontosabb a fizikában, és viszonylag egyszerű volt. Egy hosszú vezetőképes huzalt körbetekercselt egy kör alakú mag körül, és a huzalt egy mérőhöz csatlakoztatta. Megállapította, hogy a mágnes mozgatása a kör közepén áramot okozott a huzalban. Az áram leállt, amikor abbahagyta a mágnes mozgását, és az ellenkező irányba áramolt, amikor megfordította a mágnes irányát. Később megfogalmazta az elektromágneses indukció törvényét, amelyet ma Faradays törvénynek hívnak, amely az áram erősségét a mágneses mező változásának nagyságrendjéhez kapcsolta, amelyet mágneses fluxusnak is neveznek. A mágnes erőssége, a mag körüli tekercsek száma és a vezető huzal tulajdonságai mind befolyásolják a valós generátorok számítását.
Hogyan használják a generátorok az indukciót?
Függetlenül attól, hogy háztartási generátorban, autójában vagy atomerőműben helyezkedik el, a generátorok általában ugyanazokat a jellemzőket tartalmazzák. Ilyen rotor van egy üreges maggal, amely az állórész körül forog. Az állórész általában egy erős mágnes, míg az áramot szállító tekercsek a forgórész körül vannak tekercselve. Egyes generátorokban a tekercseket az állórész körül tekercselik, és a forgórészt mágneseztetik. Nem számít. Akárhogy is, áram áramlik.
A forgórésznek forognia kell az elektromosság áramlásához, és ennél az esetben, amikor a mechanikus energia bekerül, bekerül. A nagyüzemű generátorok különféle tüzelőanyagokat és természetes folyamatokat használnak erre az energiára. A forgórész minden egyes fordulatszámakor az áram áram leáll, megfordul, újra megáll és visszatér előremeneti irányba. Ezt a fajta villamos energiát váltakozó áramnak nevezik, és egy fontos jellemző az, hogy hányszor változtatja meg az irányt egy másodpercben.
Az üzemanyag típusai
A legtöbb generátor forgórésze turbinához van kötve, és sok generálóüzemben a turbina gőzzel hajtott. Energiára van szükség a víz melegítéséhez e gőz előállításához, és az energiát fosszilis tüzelőanyagok, például szén és földgáz, biomassza vagy atommaghasadás biztosíthatják. Az üzemanyag természetes forrásokból is származhat, például geotermikus energiaból - a talaj mélyéből származó természetes hőből. A vízerőműveket egy vízesés energiája táplálja. A világ első vízerőműve, amelyet Nikola Tesla tervezett és George Westinghouse épített, a Niagara-vízesésnél található. Körülbelül 4,9 millió kilowatt energiát generál, ami 3,8 millió házhoz elegendő.
Saját generátor készítése
Nagyon könnyű generátort felépíteni. Számos kivitel lehetséges, de az egyik legegyszerűbb álló tekercsből és egy forgó mágnesből áll. A huzalokat sértő szalaggal bevont köröm körül tekercselik, és a mágnes lehet egyszerű patkó alakú. Amikor fúrunk egy lyukat a mágnes alján, illesztünk be egy szorosan illeszkedő tengelyt és rögzítjük a tengelyt egy fúróhoz, elegendő villamos energiát generálhat egy izzó begyújtásához, csak a fúró működtetésével, hogy a mágnes forogjon a tekercs körül.