Sisu
- Kuidas induktsioon töötab?
- Kuidas generaatorid induktsiooni kasutavad?
- Kütuse liigid
- Oma generaatori tegemine
Aku muundab keemilise energia elektrienergiaks ja päikesepatarei toodab päikeseenergiast elektrit, kuid kui soovite toota elektrit mehaanilisest energiast, vajate induktsioongeneraatorit. Need generaatorid võivad olla piisavalt väikesed, et vändaga taskulampi toita, või piisavalt suured, et energiat anda tervetele linnadele, kuid kõik töötavad elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, mille avastas 19. sajandi inglise füüsik ja leiutaja Michael Faraday. Tänapäeval varustavad suuremat osa maailma elanikkonnast elektrit mitmesugused kütused.
Kuidas induktsioon töötab?
Faraday induktsioonikatse on ilmselt üks olulisemaid füüsikas ja see oli suhteliselt lihtne. Ta rullis pikkuse juhtivast traadist ümmarguse südamiku ümber ja ühendas traadi meetriga. Ta leidis, et magneti liigutamine läbi ringi keskpunkti voolas traadis voolu. Vool peatus, kui ta lõpetas magneti liikumise, ja see voolas vastupidises suunas, kui ta pööras magneti suunda. Hiljem sõnastas ta elektromagnetilise induktsiooni seaduse, mida nüüd tuntakse Faraday seaduse järgi, mis seostas voolu tugevuse magnetvälja muutuse suurusega, mida tuntakse ka kui magnetvoogu. Magneti tugevus, mähiste arv südamiku ümber ja juhtivjuhtme omadused mõjutavad reaalmaailma generaatorite arvutusi.
Kuidas generaatorid induktsiooni kasutavad?
Generaatoritel on üldiselt samad funktsioonid, olgu need siis kodumasinate, auto või tuumajaama sees. Nende hulka kuulub õõnsa südamikuga rootor, mis pöörleb ümber staatori. Staator on tavaliselt võimas magnet, samas kui elektrit kandvad mähised on rootori ümber keritud. Mõnedes generaatorites mähitakse mähised ümber staatori ja rootor magneeritakse. See ei loe. Mõlemal juhul voolab elekter.
Rootor peab elektri voolamiseks keerutama ja seda siis mehaanilise energia sisendina. Suuremahulised generaatorid kasutavad selle energia saamiseks mitmesuguseid kütuseid ja looduslikke protsesse. Rootori iga pöörde korral peatub vooluhulk, pöördub tagasi, peatub uuesti ja naaseb edasisuunas. Seda tüüpi elektrit nimetatakse vahelduvvooluks ja oluline tunnus on see, mitu korda sekundis suunda muudab.
Kütuse liigid
Enamiku generaatorite rootor on ühendatud turbiiniga ja paljudes generaatorites on turbiin auruga töötav. Selle auru tootmiseks on vee soojendamiseks vaja energiat ja seda energiat saavad fossiilkütused, näiteks kivisüsi ja maagaas, biomass või tuuma lõhustumine. Kütus võib pärineda ka looduslikest allikatest, näiteks maasoojusenergiast - looduslik soojus, mis eraldub maapinnast. Hüdroelektrigeneraatoreid toidab juga energia. Nikola Tesla kujundatud ja George Westinghouse'i ehitatud maailma esimene hüdroelektrigeneraator asub Niagara juga. See genereerib umbes 4,9 miljonit kilovatti võimsust, mis on piisav 3,8 miljoni kodu jaoks.
Oma generaatori tegemine
Generaatori ehitamine on väga lihtne. Võimalik on palju disainilahendusi, kuid üks lihtsamaid koosneb statsionaarsest mähisest ja pöörlevast magnetist. Juhtmed on keritud solvava teibiga kaetud küünte ümber ja magnet võib olla lihtne hobuserauakujuline. Kui puurite augu läbi magneti aluse, sisestate tihedalt kinnituva võlli ja kinnitate võlli külviku külge, saate pirni süütamiseks piisavalt elektrienergiat genereerida, lihtsalt puuri abil pannes magneti pöörlema ümber mähise.