Vad är en spänningsgenerator?
En spänningsgenerator är en enhet som omvandlar potential och kinetisk energi till elektrisk energi. Detta uppnås oftast genom att flytta en ledare genom ett magnetfält för att bygga upp spänning. Generatorn fungerar mycket på liknande sätt som en vattenpump i vilken den elektriska laddningen flyttas in i en extern krets, precis som vatten skjuts in i ett rör. Den potentiella och kinetiska energin som börjar processen kan komma från en mängd olika källor som ånga eller vind.
Ursprunget till begreppet en spänningsgenerator kommer från studier av en engelsk fysiker vid namn Michael Faraday 1831. Han lindade spolar av isolerad tråd runt en järnring. När han passerade en ström genom en spolring upptäckte han att den andra spolen också inducerades. Med hjälp av detta koncept konstruerade han en elektromagnetisk roterande anordning. Detta var i huvudsak den första elmotorn och fungerade som motsatsen till en spänningsgenerator genom att producera kinetisk energi med hjälp av elektrisk energi.
1832 byggde Hipployte Pixii en elektrisk generator för industrin. Den kallade Dynamo omvandlade den roterande kinetisk energi till elektricitet. Denna tidiga uppfinning var en likströmsenhet (DC) och behövde en extra del som inte hittades på moderna spänningsgeneratorer: en kommutator. Kommutatorn var utformad för att växla strömmen i Dynamo. Detta hjälper till att distribuera kraften genom generatoren till den bästa platsen.
En spänningsgenerator består av två olika mekaniska delar: en rotor och en stator. Rotorn är den roterande delen av generatorn, medan statorn är den stationära delen. De elektriska komponenterna är anslutna till var och en av dessa delar. Ankaret är den kraftproducerande komponenten och kan placeras på antingen rotorn eller statorn. En magnetfältkomponent måste placeras på motsatt mekanisk del.
Antingen permanenta magneter eller fältspolar kan användas på generatoren. Medan magneter skapar sin egen elektriska laddning under processen måste fältspolar laddas för att producera ström. Detta åstadkommes med hjälp av mindre generatorer för att väcka spolarna. I händelse av strömavbrott måste dessa fältspolar stimuleras igen i en process som kallas en "svart start."
Spänningsgeneratorer är en nödvändig del av modern industri. Stora kraftverk över hela världen använder potential och kinetisk energi som konverteras till el. Oavsett det initiala tillståndet som den potentiella energin tar, omvandlas den till slut med en högspänningsgenerator. Vind, geotermisk energi, kärnkraft, olja och kol konverteras till en elektrisk laddning.