Περιεχόμενο
Οι γεννήτριες είναι μηχανές που μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Η μηχανική ενέργεια μπορεί να μειώνει το νερό, την πίεση του ατμού ή την αιολική ενέργεια. Ο ηλεκτρισμός μπορεί να είναι εναλλασσόμενο ρεύμα (εναλλασσόμενο ρεύμα) ή συνεχές ρεύμα (DC). Η βασική αρχή της γεννήτριας ανακαλύφθηκε το 1820. Τα βασικά μέρη μιας γεννήτριας είναι σύρμα, μαγνήτες και άξονας περιστροφής. Όταν ένα καλώδιο κινείται μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο, προκαλεί τη ροή των ηλεκτρονίων στο σύρμα.
Ο ρότορας
Ο ρότορας είναι ο κεντρικός άξονας της γεννήτριας - είναι το τμήμα που γυρίζει. Κάποια μορφή μηχανικής ενέργειας στρέφει τον ρότορα για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ο ρότορας υποστηρίζεται και στα δύο άκρα και είναι τυλιγμένος με συνεχείς βρόχους από ένα μόνο σύρμα. Το καλώδιο είναι συνήθως ερμαμμένο σύρμα χαλκού - το καλώδιο πρέπει να είναι μονωμένο έτσι ώστε όταν οι βρόχοι του καλωδίου πληγής δεν ακουμπούν μεταξύ τους, δεν υπάρχει βραχυκύκλωμα. Το σμάλτο είναι ο φθηνότερος τρόπος για την μόνωση του σύρματος και παρέχει επίσης μια λεπτή μόνωση έτσι ώστε ο ρότορας να έχει τον μέγιστο αριθμό περιελίξεων. Όσο περισσότερες περιελίξεις υπάρχουν, τόσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια παράγεται.
Ο στάτορας
Ο στάτης είναι το σταθερό μέρος της γεννήτριας που περιβάλλει τον δρομέα. Ο στάτης παρέχει το μαγνητικό πεδίο που θα προκαλέσει τη ροή των ηλεκτρονίων στο σύρμα του περιστρεφόμενου ρότορα. Σε μεγαλύτερες γεννήτριες, οι μαγνήτες στον στάτορα είναι στην πραγματικότητα ηλεκτρομαγνήτες - βρόχοι σύρματος γύρω από έναν πυρήνα σιδήρου. Το ηλεκτρικό ρεύμα που τροφοδοτεί τους ηλεκτρομαγνήτες προέρχεται απευθείας από τον ρότορα. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μια μασχαλιαία μέθοδος για την τροφοδοσία των ηλεκτρομαγνητών μέχρι ο ρότορας να αρχίσει να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, αλλά αυτό είναι πολύ καλύτερο από το να έχουμε τους τεράστιους μαγνήτες που θα χρειαζόταν για τη λειτουργία μιας μεγάλης γεννήτριας. Σε μικρές γεννήτριες - όπως οι γεννήτριες που τροφοδοτούνται από τροχούς ποδηλάτου για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος για τους προβολείς ποδηλάτων - υπάρχουν σταθεροί μαγνήτες στα στάτορα.
Τα δαχτυλίδια και τα πινέλα
Ορισμένη μέθοδος πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να συλλάβει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται στο μονό σύρμα του δρομέα και να κατεβάσει ένα ζεύγος καλωδίων. Ο συνηθισμένος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να συνδέσετε τα άκρα του σύρματος δρομέα σε δύο δακτυλίους στο ένα άκρο ή στον δρομέα. Μεταλλικά βούρτσες βγαίνουν σε αυτούς τους μεταλλικούς δακτυλίους και τα καλώδια εξόδου από τη γεννήτρια είναι προσαρτημένα στις δύο μεταλλικές βούρτσες. Το μαγνητικό πεδίο του στάτορα προκαλεί ηλεκτρική ροή στην περιέλιξη του σύρματος του ρότορα που προκαλεί κάθε αρνητικό και θετικό δακτύλιο σε έναν κανονικό κύκλο καθώς ο ρότορας περνάει από τους βόρειους και νότιους πόλους του μαγνητικού πεδίου. Τα ταλαντευόμενα θετικά και αρνητικά δυναμικά στους δακτυλίους μεταφέρονται στις βούρτσες και στη συνέχεια κάτω από τα καλώδια. Διαχωρίζοντας κάθε δακτύλιο σε δύο μέρη και χρησιμοποιώντας δύο σύρματα στην περιέλιξη, μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι το θετικό δυναμικό πηγαίνει πάντα στο ίδιο σύρμα και ότι το αρνητικό δυναμικό πηγαίνει πάντα στο άλλο σύρμα. Οι γεννήτριες στερεών δακτυλίων παράγουν ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος και οι γεννήτριες με δακτυλιοειδή δακτύλιοι παράγουν ρεύμα DC.