Conţinut
- Cum funcționează inducția
- Cum utilizează generatoarele cu inducție
- Tipuri de combustibil
- Realizarea propriului dvs. generator
O baterie transformă energia chimică în electricitate, iar o celulă solară produce energie electrică din energia solară, dar dacă doriți să produceți electricitate din energie mecanică, aveți nevoie de un generator de inducție. Aceste generatoare pot fi suficient de mici pentru a alimenta o lanternă în manivelă sau suficient de mari pentru a energiza orașe întregi, dar toate funcționează pe principiul inducției electromagnetice, descoperit de Michael Faraday, fizicianul și inventatorul englez din secolul al XIX-lea. Astăzi, generatoarele de inducție care utilizează o varietate de combustibili furnizează energie electrică pentru majoritatea populației lumii.
Cum funcționează inducția
Experimentul de inducție Faradays este probabil unul dintre cele mai importante în fizică și a fost unul relativ simplu. El a înfășurat o lungime de fir conductor în jurul unui miez circular și a conectat sârma la un contor. El a descoperit că mișcarea unui magnet prin centrul cercului a făcut să curgă curent în sârmă. Curentul s-a oprit atunci când a oprit mișcarea magnetului și a curge în direcția opusă când a inversat direcția magnetului. Ulterior, el a formulat legea inducției electromagnetice, cunoscută acum sub numele de Legea Faradays, care lega forța curentului cu magnitudinea schimbării câmpului magnetic, cunoscută și sub numele de flux magnetic. Rezistența magnetului, numărul de bobine din jurul miezului și caracteristicile firului conductor toate influențează calculele generatoarelor din lumea reală.
Cum utilizează generatoarele cu inducție
Indiferent dacă se află în interiorul unui generator de utilitate gospodărească, a mașinii dvs. sau a unei centrale nucleare, generatoarele includ în general aceleași caracteristici. Acestea includ un rotor cu miez gol care se rotește în jurul unui stator. Statorul este de obicei un magnet puternic, în timp ce bobinele care transportă electricitate sunt înfășurate în jurul rotorului. În unele generatoare, bobinele sunt înfășurate în jurul statorului și rotorul este magnetizat. Nu contează. În orice caz, electricitatea va curge.
Rotorul trebuie să se rotească pentru ca fluxul de energie electrică și de acolo intră energia de intrare mecanică. Generatoare pe scară largă ating o varietate de combustibili și procese naturale pentru această energie. La fiecare rotire a rotorului, debitul curent se oprește, se inversează, se oprește din nou și revine în direcția înainte. Acest tip de electricitate se numește curent alternativ, iar numărul de ori se schimbă direcția într-o secundă este o caracteristică importantă.
Tipuri de combustibil
Rotorul din majoritatea generatoarelor este conectat la o turbină, iar în multe centrale generatoare, turbina este antrenată cu abur. Energia este necesară pentru încălzirea apei pentru a produce acest abur și această energie poate fi furnizată de combustibili fosili, cum ar fi cărbune și gaze naturale, biomasă sau fisiune nucleară. Combustibilul poate proveni și din surse naturale, cum ar fi energia geotermală - căldură naturală care emană din adâncime în sol. Generatoarele hidroelectrice sunt alimentate de energia unei cascade. Primul generator hidroelectric din lume, proiectat de Nikola Tesla și construit de George Westinghouse, este situat la Cascada Niagara. Acesta generează aproximativ 4,9 milioane de kilowati de putere, suficient pentru 3,8 milioane de locuințe.
Realizarea propriului dvs. generator
Este foarte ușor să construiți un generator. Multe modele sunt posibile, dar una dintre cele mai ușoare constă într-o bobină staționară și un magnet rotativ. Firele se înfășoară în jurul unei unghii acoperite cu bandă insultătoare, iar magnetul poate fi unul simplu în formă de potcoavă. Când găuriți o gaură prin baza magnetului, introduceți un ax fixat și atașați arborele la un burghiu, puteți genera suficientă energie electrică pentru a aprinde un bec doar prin acționarea burghiei pentru ca magnetul să se rotească în jurul bobinei.