Co to jest generator napięcia?

Generator napięcia to urządzenie przetwarzające energię potencjalną i kinetyczną na energię elektryczną. Najczęściej osiąga się to poprzez przesunięcie przewodnika przez pole magnetyczne w celu wytworzenia napięcia. Generator działa bardzo podobnie do pompy wodnej, w której ładunek elektryczny jest przenoszony do obwodu zewnętrznego, podobnie jak woda jest wpychana do rury. Potencjał i energia kinetyczna, która rozpoczyna proces, może pochodzić z różnych źródeł, takich jak para wodna lub wiatr.

Początki koncepcji generatora napięcia pochodzą z badań angielskiego fizyka Michaela Faradaya z 1831 r. Owinął cewki izolowanego drutu wokół żelaznego pierścienia. Kiedy przepuścił prąd przez jeden pierścień cewki, odkrył, że indukowana jest również druga cewka. Korzystając z tej koncepcji, skonstruował elektromagnetyczne urządzenie obrotowe. Był to zasadniczo pierwszy silnik elektryczny i działał jako zasada przeciwna do generatora napięcia, wytwarzając energię kinetyczną przy użyciu energii elektrycznej.

W 1832 r. Hipployte Pixii zbudował generator elektryczny dla przemysłu. Nazywany dynem przekształcał wirującą energię kinetyczną w elektryczność. Ten wczesny wynalazek był urządzeniem prądu stałego i wymagał dodatkowej części, której nie można znaleźć w nowoczesnych generatorach napięcia: komutatora. Komutator został zaprojektowany w taki sposób, aby prąd przemienny występował na dynama. Pomaga to rozdzielić moc w generatorze do najlepszej lokalizacji.

Generator napięcia składa się z dwóch różnych części mechanicznych: wirnika i stojana. Wirnik jest obracającą się częścią generatora, podczas gdy stojan jest częścią stacjonarną. Elementy elektryczne są połączone z każdym z tych elementów. Armatura jest elementem wytwarzającym energię i może być umieszczona na wirniku lub stojanie. Element pola magnetycznego należy umieścić na przeciwległej części mechanicznej.

W generatorze można zastosować magnesy trwałe lub cewki polowe. Podczas gdy magnesy wytwarzają własny ładunek elektryczny podczas procesu, cewki pola muszą być ładowane w celu wytworzenia energii. Odbywa się to za pomocą mniejszych generatorów do wzbudzania cewek. W przypadku awarii zasilania cewki te należy ponownie stymulować w procesie znanym jako „czarny start”.

Generatory napięcia są niezbędną częścią nowoczesnego przemysłu. Duże elektrownie na całym świecie wykorzystują potencjał i energię kinetyczną zamienioną na energię elektryczną. Bez względu na stan początkowy, jaki przyjmuje energia potencjalna, ostatecznie jest przekształcana za pomocą generatora wysokiego napięcia. Wiatr, energia geotermalna, energia jądrowa, ropa naftowa i węgiel są przekształcane w ładunek elektryczny.