Содержание
Генерировать что-то - значит создавать это из других ингредиентов.Вы можете создать короткий рассказ, используя фрагменты идей об окружающем вас мире; люди создают планы своей жизни на основе информации, которую они собирают из различных источников.
Генератор, на обычном языке, - это существо, способное производить энергию, обычно электричество, для человеческих начинаний. К сожалению, поскольку энергия и энергия не могут быть созданы из ничего, сами генераторы должны питаться от какого-либо внешнего источника, энергии, которая затем направляется в полезное электричество. Если вы когда-нибудь проводили время в кемпинге в каюте, принадлежащей хорошо подготовленным людям, вы можете быть знакомы с концепцией газового генератора. Сегодня существует множество типов генераторов, но все они основаны на одних и тех же фундаментальных физических принципах работы генераторов.
Выработка электроэнергии
В 1831 году физик Майкл Фарадей обнаружил, что когда магнит перемещается внутри катушки с проволокой, электроны «текут» внутри проволоки, и это движение называется электрическим током. Генератор - это любая машина, которая преобразует энергию в электрический ток, но независимо от источника этой энергии - будь то уголь, гидро или ветровая энергия, - главная причина, по которой электрический ток генерируется, - это движение в магнитном поле.
По всей вероятности, вы видели магниты в действии каким-то образом - возможно, маленькие прямоугольные магниты, используемые в домашних и офисных условиях для прикрепления предметов, представляющих интерес к холодильникам. Специальный вид цилиндрической формы магнита, называемый электромагнитом, размещается вокруг ряда изолированных катушек с проводящим проводом (например, медного провода), которые намотаны вокруг центрального вала. Таким образом, каждая из этих многочисленных катушек подобна кольцу, окружающему вал и ориентированному под прямым углом к оси вала, во многом как отношение шин к оси, которая их удерживает. Когда вал, соединенный с проводами, вращается, генерируется ток, потому что цилиндрический электромагнит вне проводов не вращается вместе с ними, тем самым устанавливая относительное движение между магнитным полем и зарядами внутри проводящего провода.
То же самое произошло бы, если бы источник магнитного поля перемещался вблизи стационарного провода или проводов. Неважно, что движется, магнит или проволока (или оба), при условии, что между ними существует постоянное относительное движение.
Электрогенератор: почему?
Почему постоянное производство электроэнергии всегда вызывает озабоченность? Почему вы знаете, что ваша жизнь будет прервана и, вероятно, прервана, если «власть отключится» на день или больше? Простой ответ заключается в том, что, хотя люди могут хранить огромное количество ископаемого топлива, такого как природный газ и нефть, для использования в чрезвычайных ситуациях, не существует хорошего способа хранения большого количества электроэнергии. Скорее всего, у вас есть лучшая попытка человечества хранить электроэнергию в пределах досягаемости, а именно аккумулятор. Но в то время как батареи, как и все остальное в мире технологий, становятся все более мощными и долговечными с течением времени, они чрезвычайно ограничены с точки зрения их способности выдерживать массовые выходы напряжения, необходимые для питания целых городов и современной экономики.
В связи с тем, что в современном мире не существует надежного способа хранения электроэнергии, всегда должны быть способы его производства из сырья. Вот почему большинство предприятий, в зависимости от их характера, имеют резервные генераторы на случай, если городское снабжение прервется. В то время как магазин бейсбольных карточек, теряющий мощность в течение часа, может быть не катастрофическим, рассмотрим эффекты в больничном отделении интенсивной терапии, в котором электрические машины буквально поддерживают людей, дыша для них и других жизненно важных функций.
Физика Электричества
Изобразите два больших кубовидных магнита, расположенных на расстоянии одного метра, один с южным полюсом, обращенным к северному полюсу другого, создавая тем самым сильное аддитивное магнитное поле между ними. Это поле указывает на северный полюс, и, если концы магнитов расположены вертикально по отношению к полу, направление магнитного поля параллельно полу, как стопка невидимых ковров. Если проводящий провод, стоящий прямо вверх, перемещается через пространство между магнитами и остается точно на расстоянии 0,5 метра от каждого, движение провода перпендикулярно магнитному полю, и вдоль провода генерируется ток. Таким образом, магнитное поле, движение проволоки и направление тока (и направление проволоки) взаимно перпендикулярны.
Важным выводом из этого является то, что это устройство с магнитными проводами идеально настроено для обеспечения стабильной подачи электроэнергии, пока центральный вал продолжает вращаться, перемещая провода, свернутые внутри цилиндрического магнита, таким образом, чтобы обеспечить устойчивое протекание тока по проводам и к внешней машине, дому или всей электросети. Хитрость здесь, конечно, заключается в том, чтобы обеспечить вращение вала. Инженеры разработали различные генераторы, использующие разные источники энергии.
Типы генераторов
Электрические генераторы можно разделить на тепловые генераторы, которые используют тепло для выработки электроэнергии, и кинетические генераторы, которые используют энергию движения для выработки электроэнергии. (Обратите внимание, что тепло, работа и энергия имеют одинаковые единицы измерения - обычно в джоулях или их кратном значении, но иногда это калории, эрги или британские термические единицы. Мощность - это энергия в единицу времени и обычно в ваттах или лошадиных силах.)
Тепловые генераторы: Генераторы ископаемого топлива являются промышленным стандартом и работают на сжигании угля, нефти (нефти) или природного газа. Эти виды топлива многочисленны, но ограничены, и они создают множество проблем, связанных с окружающей средой и здоровьем, которые побудили человечество найти альтернативы. Когенерация включает в себя перекачку отработанного пара с этих типов установок клиентам, которые используют пар для своих небольших генераторов. Атомная энергия это использование энергии, выделяющейся при делении ядра, «чистый», но противоречивый процесс. Природный газ генераторы вырабатывают электроэнергию без производства пара и могут комбинироваться с генерацией пара. биомасса Растения, в которых нетрадиционные предметы используются в качестве топлива (например, древесина или растительные вещества), набрали силу в начале XXI века.
кинетический генераторы: Двумя основными видами генераторов кинетического электричества являются гидроэлектростанции и ветроэнергетика (или ветряные турбины). Гидроэлектростанции полагаться на поток воды, чтобы вращать валы внутри генераторов. Из-за того, что в течение года протекают лишь немногие реки с постоянной скоростью, большинство из этих сооружений включают искусственные озера, созданные плотинами (например, озеро Мид в южной Неваде и северной Аризоне, образованное плотиной Гувера), так что поток через турбины может быть искусственно манипулируется в соответствии с потребностями района. Сила ветра Преимущество состоит в том, что они не разрушают местные земли и дикую природу так же, как искусственные озера, но воздух гораздо менее эффективен, чем вода, для выработки энергии, и он также несет в себе проблему различных уровней и скоростей ветра. В то время как «ветряные мельницы» могут включать в себя несколько турбин, соединенных вместе для создания определенного уровня мощности, с 2018 года энергия ветра, достаточная для обеспечения электричеством значительных сообществ, еще не была осуществима.