Een batterij zet chemische energie om in elektriciteit en een zonnecel produceert elektriciteit uit de energie van de zon, maar als je elektriciteit wilt produceren met mechanische energie, heb je een inductiegenerator nodig. Deze generators kunnen klein genoeg zijn om een ​​zaklamp in crankstijl aan te drijven of groot genoeg om hele steden te activeren, maar ze werken allemaal volgens het principe van elektromagnetische inductie, ontdekt door Michael Faraday, de 19e-eeuwse Engelse fysicus en uitvinder. Tegenwoordig leveren inductiegeneratoren met een verscheidenheid aan brandstoffen elektriciteit voor het grootste deel van de wereldbevolking.

Hoe inductie werkt

Het inductie-experiment van Faraday is waarschijnlijk een van de belangrijkste in de natuurkunde en het was een relatief eenvoudige. Hij spoelde een stuk geleidende draad rond een ronde kern en verbond de draad met een meter. Hij ontdekte dat het verplaatsen van een magneet door het midden van de cirkel ervoor zorgde dat stroom in de draad vloeide. De stroom stopte toen hij stopte met het bewegen van de magneet en deze stroomde in de tegenovergestelde richting toen hij de richting van de magneet omdraaide. Later formuleerde hij de wet van elektromagnetische inductie, nu bekend als de wet van Faraday, die de sterkte van de stroom relateerde aan de omvang van de verandering van het magnetisch veld, ook bekend als magnetische flux. De sterkte van de magneet, het aantal spoelen rond de kern en de kenmerken van de geleidingsdraad beïnvloeden allemaal de berekeningen voor echte generatoren.

Hoe generatoren inductie gebruiken

Of ze zich in een huishouden bevinden generator, uw auto of een kerncentrale, generatoren hebben over het algemeen dezelfde kenmerken. Ze omvatten een rotor met een holle kern die rond een stator roteert. De stator is typisch een krachtige magneet, terwijl de spoelen die elektriciteit dragen rond de rotor zijn gewikkeld. In sommige generatoren worden de spoelen rond de stator gewikkeld en wordt de rotor gemagnetiseerd. Het maakt niet uit. Hoe dan ook, elektriciteit stroomt.

De rotor moet draaien om elektriciteit te laten stromen, en dat is waar de input van mechanische energie binnenkomt. Grootschalige generatoren tikken een verscheidenheid aan brandstoffen en natuurlijke processen voor deze energie aan. Bij elke rotatie van de rotor stopt de stroomstroming, keert terug, stopt weer en keert terug naar de voorwaartse richting. Dit type elektriciteit wordt wisselstroom genoemd en het aantal keren dat het in een seconde van richting verandert, is een belangrijk kenmerk.

Typen brandstof

De rotor in de meeste generatoren is verbonden met een turbine en in veel productie-installaties wordt de turbine aangedreven door stoom. Energie is nodig om water te verwarmen om deze stoom te produceren, en die energie kan worden geleverd door fossiele brandstoffen, zoals kolen en aardgas, biomassa of kernsplijting. De brandstof kan ook afkomstig zijn van natuurlijke bronnen, zoals geothermische energie - natuurlijke warmte afkomstig van diep in de grond. Hydro-elektrische generatoren worden aangedreven door de energie van een waterval. 'S Werelds eerste hydro-elektrische generator, ontworpen door Nikola Tesla en gebouwd door George Westinghouse, bevindt zich in de Niagara Falls. Het genereert ongeveer 4,9 miljoen kilowatt aan vermogen, genoeg voor 3,8 miljoen huishoudens.

Je eigen generator maken

Het is heel eenvoudig om een ​​generator te bouwen. Vele ontwerpen zijn mogelijk, maar een van de eenvoudigste bestaat uit een stationaire spoel en een roterende magneet. De draden worden gewonden rond een nagel bekleed met beledigende tape, en de magneet kan een eenvoudige hoefijzervormige zijn. Wanneer u een gat boort door de basis van de magneet, steekt u een goed passende schacht in en bevestigt u de schacht aan een boormachine. U kunt voldoende elektriciteit genereren om een ​​lamp te ontsteken door de boor te laten draaien om de magneet rond de spoel te laten draaien.