Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Magneettisuuden käyttäminen sähkön luomiseen
- Yritetään rakentaa jatkuvaa magneettigeneraattoria
- Kuinka tyypillinen voimalaitosgeneraattori toimii
Kun johdin asetetaan muuttuvaan magneettikentään, johtimessa olevat elektronit liikkuvat tuottaen sähkövirran. Magneetit tuottavat tällaisia magneettikenttiä ja niitä voidaan käyttää erilaisissa kokoonpanoissa sähkön tuottamiseksi. Käytetyn magneetin tyypistä riippuen pyörivässä sähkögeneraattorissa voi olla magneetteja eri paikoissa ja ne voivat tuottaa sähköä eri tavoin.Suurin osa käytetystä sähköstä tulee generaattoreilta, jotka käyttävät magneettikenttiä kyseisen sähkön tuottamiseen.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Sähkögeneraattorit pyörittävät johtimien käämejä pysyvien tai sähkömagneettien luomien magneettikenttien kautta. Kun johtavat kelat liikkuvat magneettikentien läpi, johtimissa olevat elektronit liikkuvat muodostaen sähkövirran.
Magneettisuuden käyttäminen sähkön luomiseen
Vaikka aurinkopaneelit tuottavat yhä enemmän sähköä ja pieni määrä akkuista, suurin osa sähköstä tulee generaattoreilta, jotka käyttävät magneettikenttiä sähkön luomiseen. Nämä generaattorit koostuvat lankakeloista, jotka joko kiertyvät magneettikentien läpi tai ovat paikallaan pyörivien magneettien kanssa varustetun akselin ympäri. Kummassakin tapauksessa langankelat altistetaan muuttuville magneettikentille, jotka magneetit ovat luoneet.
Magneetit voivat olla pysyviä tai sähkömagneetteja. Pysyviä magneetteja käytetään pääasiassa pienissä generaattoreissa, ja niiden etuna on, että he eivät tarvitse virtalähdettä. Sähkömagneetit ovat rautaa tai terästä, jotka on kierretty langalla. Kun sähkö kulkee johtimen läpi, metallista tulee magneettinen ja syntyy magneettikenttä.
Generaattorien lankakelat ovat johtimia, ja kun johtimissa olevat elektronit altistetaan muuttuville magneettikentille, ne liikkuvat, muodostaen johtoihin sähkövirran. Johdot on kytketty toisiinsa, ja lopulta sähkö poistuu voimalaitokselta ja kulkee edelleen koteihin ja tehtaisiin.
Yritetään rakentaa jatkuvaa magneettigeneraattoria
Kun generaattorissa käytetään kestomagneetteja, sinun täytyy vain kääntää generaattorin akseli sähkön tuottamiseksi. Kun nämä generaattorit oli ensin kehitetty, ihmiset ajattelivat voivansa saada generaattori käyttämään moottoria, joka sitten kääntää generaattorin. He ajattelivat, että jos moottori ja generaattori sopivat täsmällisesti, he voisivat rakentaa magneettisen virtalähteen, joka toimisi ikuisesti liikkumattomana liikkuvana koneena.
Valitettavasti se ei toiminut. Vaikka tällaiset generaattorit ja moottorit ovat erittäin tehokkaita, niissä on silti sähköhäviöitä johtimien vastuksessa ja akselin laakereissa on kitkaa. Jopa silloin, kun kokeita tekevät ihmiset saivat generaattorimoottoriyksikön käydä hetkeksi aikaa, lopulta se pysähtyy häviöiden ja kitkan takia.
Kuinka tyypillinen voimalaitosgeneraattori toimii
Suurissa voimalaitoksissa on suuria, huoneen kokoisia generaattoreita, jotka tuottavat sähköä sähkömagneetteista tulevien magneettikentien avulla. Yleensä sähkömagneetit on asennettu akselille ja kytketty virtalähteeseen. Kun sähkö kytketään päälle, sähkömagneetit luovat voimakkaita magneettikenttiä. Vaijerikelat on asennettu akselin ympärille. Kun akseli magneettien kanssa pyörii, langan kelat altistetaan muuttuville magneettikentille ja johdoissa syntyy sähkövirta.
Generaattoreiden akseleiden kääntämiseksi ja sähkön tuottamiseksi voidaan käyttää monia erilaisia menetelmiä. Tuuliturbiineissa potkuri pyörii akselia. Hiili- ja ydinvoimalaitoksissa kivihiilen polttamisen tai ydinreaktion aiheuttama lämpö luo höyryä generaattoria käyttävän turbiinin käyttämiseen. Maakaasukäyttöisissä laitoksissa kaasuturbiini tekee saman työn. Voimalaitokset tarvitsevat energialähteen, joka voi saada generaattorin akselin pyörimään, ja sitten magneetit voivat tuottaa sähköä tuottavia magneettikenttiä.