Che cos'è un generatore di tensione?
Un generatore di tensione è un dispositivo che converte l'energia potenziale e cinetica in energia elettrica. Ciò si ottiene più comunemente spostando un conduttore attraverso un campo magnetico per aumentare la tensione. Il generatore funziona in modo molto simile a una pompa dell'acqua in cui la carica elettrica viene spostata in un circuito esterno proprio come l'acqua viene spinta in un tubo. L'energia potenziale e cinetica che inizia il processo può provenire da una varietà di fonti come vapore o vento.
Le origini del concetto di generatore di tensione provengono dagli studi di un fisico inglese di nome Michael Faraday nel 1831. Ha avvolto bobine di filo isolato attorno a un anello di ferro. Quando passò una corrente attraverso un anello della bobina, scoprì che anche l'altra bobina veniva indotta. Usando questo concetto ha costruito un dispositivo elettromagnetico rotante. Questo è stato essenzialmente il primo motore elettrico e ha funzionato come il principio opposto di un generatore di tensione producendo energia cinetica usando energia elettrica.
Nel 1832, Hipployte Pixii costruì un generatore elettrico per l'industria. Chiamata Dynamo, ha convertito l'energia cinetica rotante in elettricità. Questa prima invenzione era un dispositivo a corrente continua (DC) e aveva bisogno di una parte aggiuntiva non trovata sui generatori di tensione moderni: un commutatore. Il commutatore è stato progettato per alternare la corrente nella Dinamo. Questo aiuta a distribuire la potenza in tutto il generatore nella posizione migliore.
Un generatore di tensione è composto da due diverse parti meccaniche: un rotore e uno statore. Il rotore è la parte rotante del generatore, mentre lo statore è la parte fissa. I componenti elettrici sono collegati a ciascuno di questi pezzi. L'armatura è il componente che produce energia e può essere posizionata sul rotore o sullo statore. Un componente del campo magnetico deve essere posizionato sulla parte meccanica opposta.
Sul generatore possono essere utilizzati magneti permanenti o bobine di campo. Mentre i magneti creano la propria carica elettrica durante il processo, le bobine di campo devono essere caricate per produrre energia. Ciò viene realizzato utilizzando generatori più piccoli per eccitare le bobine. In caso di interruzione di corrente, queste bobine di campo devono essere nuovamente stimolate in un processo noto come "inizio nero".
I generatori di tensione sono una parte necessaria dell'industria moderna. Le grandi centrali elettriche in tutto il mondo usano energia potenziale e cinetica convertita in elettricità. Indipendentemente dallo stato iniziale che l'energia potenziale assume, alla fine viene convertita utilizzando un generatore di alta tensione. Eolico, geotermico, nucleare, petrolio e carbone sono tutti convertiti in una carica elettrica.