Generator elektryczny – wikipedia, wolna encyklopedia grade 6 electricity project ideas

############

Generator elektryczny – urządzenie przetwarzające na energię elektryczną inne rodzaje gasbuddy energii, w tym energię mechaniczną. Większość generatorów wytwarza energię elektryczną w wyniku indukcji elektromagnetycznej. Generatory te mają elementy poruszające się w polu magnetycznym lub wytwarzane jest zmienne pole magnetyczne. Zjawisko odwrotne, czyli przekształcenie energii elektrycznej w energię mechaniczną występuje w silnikach. Silniki i generatory wykorzystujące zjawisko indukcji elektromagnetycznej mają wiele podobieństw. Zalicza się je do tak zwanych maszyn elektrycznych [1]. Część generatorów elektrycznych wytwarza energię elektryczną w wyniku innych zjawisk fizycznych.

Źródłem energii mechanicznej w generatorach indukcyjnych może być przegrzana para wodna, napędzająca turbinę parową, uzyskana ze spalania paliwa (w tym paliw kopalnych) lub z promieniowania słonecznego (eng.wiki Solar power in Spain), woda przepływająca przez turbinę wodną lub koło wodne, spalane paliwo w silniku spalania wewnętrznego lub turbinie gazowej, energia kinetyczna przepływającego powietrza w turbinie wiatrowej, napędzana siłą mięśni korba, sprężone powietrze lub jakiekolwiek inne źródło energii mechanicznej. Źródłem m power electricity energii zamienianej bezpośrednio na energię elektryczną może być też ciepło wykorzystywane w termogeneratorach lub generatorach MHD, energia wiązań atomowych wykorzystywana w ogniwach paliwowych, energia promienista (promieniowanie alfa lub beta) czy też energia słoneczna wykorzystana w fotoogniwach.

W latach 1831–1832 Michael Faraday odkrył zasady działania generatorów elektromagnetycznych. Reguła ta, nazwana później Prawem indukcji elektromagnetycznej Faradaya mówi, że na końcach przewodnika elektrycznego poruszającego się w polu magnetycznym pojawia się różnica potencjałów elektrycznych, a więc napięcie elektryczne, wprost proporcjonalne do szybkości ruchu tego przewodnika w poprzek strumienia magnetycznego. Równanie opisujące to zjawisko stało się jednym z równań Maxwella opisujących własności pola elektrycznego i magnetycznego oraz zależności między nimi. Zamknięcie obwodu powoduje przepływ prądu elektrycznego w wyniku różnicy potencjałów.

Michael Faraday t gasthuys zbudował pierwszy generator elektromagnetyczny, nazwany Dyskiem Faradaya, będący typem generatora homopolarnego. Zbudowany jest z miedzianego dysku wirującego wewnątrz biegunów podkowiastego magnesu stałego. Dysk Faradaya generuje małe napięcie i bardzo duży prąd. W latach 60 wieku XX Sir Mark Oliphant pracujący w Australian National University zbudował 500 MJ wysokoprądowy Dysk Faradaya, z którego uzyskiwano prąd o wartości aż do 2 MA.

Konstrukcja taka jest bardzo nieefektywna. Pojawiają się prądy płynące w przeciwnym do kierunku użytecznego, w rejonach poza strumieniem magnetycznym od magnesu stałego. Prądy te ograniczają moc wyjściową, którą można pobrać z dysku. Powodują także rozgrzewanie się dysku. W późniejszych typach generatorów homopolarnych rozwiązywano ten problem wykorzystując macierze magnesów stałych umieszczonych wokół obwodu, tak by ustabilizować kierunek przepływu prądu

Prądnica prądu stałego składa się ze stojana wytwarzającego stałe pole magnetyczne oraz obracającego się wirnika, na którym nawinięto uzwojenia. W małych maszynach – prądnicach pole magnetyczne wytwarzane jest przez jeden lub więcej magnesów stałych. W większych stałe pole magnetyczne jest wytwarzane przez cewki indukcyjne, w których płynie prąd gas efficient suv 2008 stały. Cewka taka zwana jest także uzwojeniem wzbudzenia lub twornikiem. W przeszłości zanim upowszechnił się prąd zmienny, prądnice o dużych mocach były podstawowym źródłem energii elektrycznej.

Ze względu na złożoność budowy prądnice prądu stałego nie są obecnie wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej dużych mocy. Powodem jest fakt, że komutator nie jest zdolny długotrwałe, bez uszkodzeń, przewodzić dużych prądów. Jak skomplikowane problemy techniczne musi rozwiązać konstruktor pokazuje urządzenie, które widać na rysunku obok. Rycina przedstawia prądnicę z 1917 roku wykorzystywaną w przemysłowym procesie elektrolizy i galwanizacji. Jest to typowy przykład złożoności problemów technicznych przy konstruowaniu komutatora zdolnego przewodzić duży prąd powstający w wirniku. Jak widać, komutator jest około 3 razy większy niż stojan i pozostała część wirnika.

Współczesne systemy dystrybucji energii elektrycznej oparte są na prądzie przemiennym. Znaczenie prądnic prądu stałego znacznie się zmniejszyło. Obecnie szeroko stosowane są tanie elektroniczne układy przetwarzające prąd zmienny na prąd stały. Nie ma w tej chwili potrzeby budować tak skomplikowanych systemów produkcji energii elektrycznej.

Jeśli uzwojenie wzbudzenia nie jest zasilane, nie pojawia się strumień magnetyczny, a w konsekwencji wirnik generatora może obracać się nie wytwarzając energii gas ninjas elektrycznej. W elektrowniach, w przypadku dużych generatorów, stosowane są pomocnicze małe generatory lub baterie akumulatorów wraz z odpowiednimi układami elektronicznymi – przekształtnikami DC/AC pozwalającymi zasilić uzwojenia wzbudzenia w przypadku rozruchu w trybie awaryjnym, po załamaniu się systemu energetycznego (tzw. black out) lub w przypadku pracy wyspowej, czyli pracy bez połączenia z resztą Krajowej Sieci Energetycznej bezpośrednio na zapotrzebowanie wydzielonej sieci energetycznej. Generatory awaryjne zwykle napędzane są silnikami electricity in human body wiki diesla, utrzymywanymi w stanie gotowości do rozruchu. Zasilają też inne systemy niezbędne do bezpiecznej pracy elektrowni w stanie awaryjnym.

Uwaga 1: Wewnętrzna rezystancja generatora podczas pracy jest niewiele większa od rezystancji zmierzonej w spoczynku. Powyższa procedura pozwala zmierzyć obie wartości. Dla Obliczeń zgrubnie można pominąć pomiary R G A C {\displaystyle R_{GAC}} i przyjąć że wartości, R G A C {\displaystyle R_{GAC}} i R G D C {\displaystyle R_{GDC}} są sobie równe.

Wczesne silniki samochodowe do początku lat 60 XX wieku wykorzystywały prądnice prądu stałego z elektromechanicznymi regulatorami napięcia. Takie prądnice nie były wydajne i charakteryzowały się dużą awaryjnością. Sukcesywnie były zastępowane alternatorami z wbudowanymi układami prostowniczymi. W pojazdach uzupełniają one po uruchomieniu silnika energię w akumulatorach. Zwykle wytwarzają prąd o natężeniu 50 – 100 A przy napięciu 12 V. Nowoczesne samochody mają elektro-hydrauliczne systemy wspomagania sterowania, systemy bezpieczeństwa i stabilizacji toru jazdy np. ESP, klimatyzację, elektronikę pokładową. Dodatkowe odbiorniki energii elektrycznej mogą powodować duży pobór mocy i przeciążać instalację. Zapobiegając nierozsądnemu wzrostowi średnicy kabli zasilających stosuje się często napięcie 24 V. Ciężarówki zwykle mają instalację o napięciu 24 V, pozwalającą zasilić rozrusznik silnika wysokoprężnego hair electricity song o dużej mocy.

Alternatory samochodowe mają zwykle 50–60% wydajność w szerokim zakresie prędkości i nie używają magnesów stałych jako magneśnic. Odkąd opanowano technologię spiekania i metalurgii proszków spadły koszty wytwarzania magnesów neodymowych, przez co zaczęto stosować je w alternatorach. Zwłaszcza w alternatorach stosowanych w motocyklach, ze względu na niską wagę i prostotę budowy takiego rozwiązania. Takie rozwiązania konstrukcyjne stosowane są także w samochodach hybrydowych.

Przykładem małego generatora prądu przemiennego (nazywanego potocznie prądem zmiennym) jest dynamo rowerowe. Dostarcza ono prądu do 0,5 A przy napięci 6 V lub 12 V (moc rzędu 3 – 6 W). Zastosowanie magnesu stałego jako magneśnicy pozwala wyeliminować konieczność zasilania obwodu wzbudzenia przez zewnętrzne źródło zasilania. W zależności od rodzaju materiału, z jakiego wykonano magneśnicę maksymalna wydajność takiego rodzaju zasilania oświetlenia wynosi 60%, przy typowym wynoszącym około 40%. Dynamo rowerowe jest coraz rzadziej stosowane. Wypierane jest przez oświetlenie LED z akumulatorami o dużej pojemności.

Ze względu na coraz szersze stosowanie elektroniki do nawigacji shell gas credit card 5 i systemów sterowania (samoster) na jachtach żaglowych rośnie zużycie energii elektrycznej. Szeroko stosowane są małe turbiny wiatrowe zamocowane na topie masztu lub wysuwane tunelowe turbiny wodne o konstrukcji zbliżonej do pomp łopatkowych. Parametry tych generatorów są tak dobrane by maksymalną efektywność osiągały przy typowej prędkości marszowej. Zasilają poprzez regulatory napięcia akumulatory i elektryczną instalację pokładową.