Hur induktion fungerar
Faradays induktionsexperiment är förmodligen en av de viktigaste i fysiken, och det var en relativt enkel. Han spolade en ledande ledning runt en cirkulär kärna och kopplade ledningen till en mätare. Han fann att flytta en magnet genom mitten av cirkeln orsakade ström att strömma i tråden. Strömmen stannade när han slutade flytta magneten, och den flödade i motsatt riktning när han vrider sig mot magnetens riktning. Han formulerade senare lagen om elektromagnetisk induktion, nu känd som Faradays lag, som relaterade strömstyrkan för strömmen till magnitudet av magnetfältets förändring, även känd som magnetflöde. Magnetens styrka, antalet spolar runt kärnan och egenskaperna hos den ledande tråden påverkar alla beräkningar för verkliga generatorer.
Hur generatorer använder induktion
Om de finns i ett hushåll nytta generator, din bil eller ett kärnkraftverk, generatorer generellt innehåller samma funktioner. De innehåller en rotor med en ihålig kärna som roterar runt en stator. Statoren är typiskt en kraftfull magnet, medan de spolar som bär elektricitet sår runt rotorn. I vissa generatorer lindas spolarna runt statorn och rotorn magnetiseras. Det spelar ingen roll. Hur som helst kommer strömmen att strömma.
Rotorn måste rotera för el att strömma, och det är där ingången till mekanisk energi kommer in. Storskaliga generatorer tappar en mängd olika bränslen och naturliga processer för denna energi. Vid varje rotation av rotorn stannar strömflödet, reverserar, stoppar igen och återgår till framåtriktningen. Denna typ av el kallas växelström, och antalet gånger det ändrar riktningen i en sekund är en viktig egenskap.
Typ av bränsle
Rotorn i de flesta generatorer är ansluten till en turbin , och i många produktionsanläggningar är turbinen ångdriven. Energi behövs för att värma vatten för att producera denna ånga, och att energi kan levereras av fossila bränslen, såsom kol och naturgas, biomassa eller kärnfission. Bränslet kan också komma från naturliga källor, till exempel geotermisk energi - naturlig värme som kommer från djup i marken. Vattenkraftverk genereras av en vattenfalls energi. Världens första vattenkraftverk, designad av Nikola Tesla och byggd av George Westinghouse, ligger vid Niagara Falls. Det genererar cirka 4,9 miljoner kilowatt kraft, tillräckligt för 3,8 miljoner hem.
Gör din egen generator
Det är väldigt lätt att konstruera en generator. Många mönster är möjliga, men en av de enklaste består av en stationär spole och en roterande magnet. Trådarna är lindade runt en nagel belagd med förolämpande tejp, och magneten kan vara en enkel hästskoformad. När du borrar ett hål genom magnetens botten, sätt in en tätt monterad axel och fäst axeln till en borr så att du kan generera tillräckligt med el för att tända en glödlampa bara genom att använda borren för att magnetorn ska rotera runt spolen.
