Vsebina
Akumulator pretvori kemično energijo v električno energijo, sončna celica pa proizvede električno energijo iz sončne energije, če pa želite proizvesti električno energijo iz mehanske energije, potrebujete indukcijski generator. Ti generatorji so lahko dovolj majhni, da napajajo baterijsko svetilko ali dovolj veliki, da napajajo celotna mesta, vendar vsi delujejo po načelu elektromagnetne indukcije, ki ga je odkril Michael Faraday, angleški fizik in izumitelj 19. stoletja. Danes indukcijski generatorji, ki delujejo na različnih gorivih, oskrbujejo elektriko za večino svetovnega prebivalstva.
Kako deluje indukcija
Faradaysov indukcijski eksperiment je verjetno eden najpomembnejših v fiziki in bil je razmeroma preprost. Dolžino prevodne žice je zavil okoli okroglega jedra in žico priključil na meter. Ugotovil je, da je premikanje magneta skozi sredino kroga povzročilo, da v žici teče tok. Tok se je ustavil, ko je nehal premikati magnet, in je tekel v nasprotni smeri, ko je obrnil smer magneta. Pozneje je formuliral zakon elektromagnetne indukcije, danes znan kot Faradaysov zakon, ki je moč toka povezal z velikostjo spremembe magnetnega polja, poznanega tudi kot magnetni tok. Moč magneta, število tuljav okoli jedra in lastnosti vodilne žice vplivajo na izračune za dejanske generatorje.
Kako generatorji uporabljajo indukcijo
Ne glede na to, ali se nahajajo znotraj generatorja gospodinjskih naprav, vašega avtomobila ali jedrske elektrarne, generatorji na splošno vsebujejo enake lastnosti. Vključujejo rotor z votlim jedrom, ki se vrti okoli statorja. Stator je ponavadi močan magnet, tuljave, ki prenašajo elektriko, pa so navite okoli rotorja. V nekaterih generatorjih so tuljave navite okoli statorja in rotor magnetizira. Ni pomembno. Kakor koli že, elektrika bo tekla.
Rotor se mora vrteti, da se pretaka električna energija, in tam prihaja vhod mehanske energije. Veliki generatorji izkoriščajo različna goriva in naravne procese za to energijo. Z vsakim vrtenjem rotorja se tokovni tok ustavi, obrne, spet ustavi in se vrne v smer naprej. To vrsto električne energije imenujemo izmenični tok, pomembna lastnost pa je tudi, kolikokrat spremeni smer v sekundi.
Vrste goriv
Rotor je v večini generatorjev povezan s turbino, v mnogih proizvodnih napravah pa je turbina na parni pogon. Za ogrevanje vode je potrebna energija za proizvodnjo te pare in ta energija se lahko napaja s fosilnimi gorivi, kot so premog in zemeljski plin, biomasa ali jedrska cepitev. Gorivo lahko izvira tudi iz naravnih virov, kot je geotermalna energija - naravna toplota, ki izhaja globoko v zemlji. Hidroelektrarne poganja energija slapa. Prvi hidroelektrarni na svetu, ki ga je zasnoval Nikola Tesla in izdelal George Westinghouse, se nahaja na slapovih Niagara. Proizvede približno 4,9 milijona kilovatov moči, dovolj za 3,8 milijona domov.
Izdelava lastnega generatorja
Zelo enostavno je sestaviti generator. Možno je veliko modelov, vendar je eden najlažjih sestavljen iz stacionarne tuljave in vrtečega se magneta. Žice so navite okoli nohta, prevlečenega z žaljivim trakom, magnet pa je lahko preprost. Ko vrtate luknjo skozi dno magneta, vstavite tesno prilegajočo gred in pritrdite gred na vrtalnik, lahko ustvarite dovolj električne energije, da lahko žarnico prižgete samo z upravljanjem vrtalnika, da se magnet vrti okoli tuljave.