ジェネレーターの仕組み

コンテンツ

• 電気を生成する
• 発電機：なぜですか？
• 電気の物理学
• 発電機の種類

何かを生成することは、他の成分からそれを作成することです。あなたはあなたの周りの世界についてのアイデアの断片を使用して短い物語を生成するかもしれません。人々は、さまざまなソースから収集した情報に基づいて、自分の人生の計画を作成します。

日常言語のジェネレーターは、人間の努力のために、通常は電気である電力を生成できるエンティティです。残念ながら、電力とエネルギーは何もない状態から作成することはできないため、発電機自体は何らかの種類の外部ソースから電力を供給される必要があり、そのエネルギーは使用可能な電気に送られます。準備の整った人々が所有するキャビンでキャンプに時間を費やしたことがあるなら、ガソリン式発電機の概念に慣れているかもしれません。今日、さまざまなタイプの発電機が存在しますが、それらはすべて同じ基本的な物理的な発電機の動作原理に依存しています。

電気を生成する

1831年、物理学者マイケル・ファラデーは、磁石がワイヤのコイル内を移動すると、電子がワイヤ内を「流れる」ことを発見しました。この動きは電流と呼ばれます。発電機とは、エネルギーを電流に変換する機械のことです。ただし、石炭、水力、風力などのエネルギー源に関係なく、電流が発生する究極の理由は磁場内の動きです。

おそらく、磁石が何らかの形で動作しているのを見たことがあるでしょう。おそらく、家庭やオフィスの設定で冷蔵庫に関心のあるアイテムを貼り付けるために使用される小さな長方形の磁石です。電磁石と呼ばれる特別な種類の円筒形の磁石は、中心軸に巻き付けられた導線（銅線など）の一連の絶縁コイルの周りに配置されます。これらの多くのコイルのそれぞれは、シャフトを囲むリングのようなものであり、シャフトの軸に対して直角に向けられており、タイヤとそれらを保持する車軸との関係によく似ています。ワイヤに接続されたシャフトが回転すると、ワイヤの外側の円筒形の電磁石がワイヤと一緒に回転しないため、電流が発生します。したがって、磁界と導線内の電荷との相対運動が確立されます。

磁場の発生源が固定ワイヤの近くで動いた場合も同じことが起こります。磁石とワイヤのどちらか（または両方）が動いているかは関係ありませんが、それらの間で相対的で進行中の動きがある限りです。

発電機：なぜですか？

進行中の発電が常に懸念されるのはなぜですか？ 「力が切れる」と1日以上続くと、人生が中断され、おそらく混乱することを知っているのはなぜですか。簡単な答えは、緊急時に使用する天然ガスや石油などの膨大な量の化石燃料を人間が貯蔵できる一方で、大量の電気を貯蔵する良い方法はないということです。おそらく、人類の手の届くところに電気を貯めようとするバージョン、つまりバッテリーがあります。しかし、バッテリーは、技術の世界の他のすべてのものと同様に、時間とともにより強力で長持ちするようになりましたが、都市全体と現代経済に電力を供給するために必要な種類の大規模な電圧出力を維持する能力の点で、バッテリーは非常に制限されています

信頼できる電気を貯蔵する方法がないため、現代の世界では、常に原料から電気を生産する方法がなければなりません。そのため、ほとんどの企業は、その性質に応じて、周囲の町の供給が中断された場合に備えてバックアップ発電機を備えています。野球カード店が1時間停電したとしても壊滅的ではないかもしれませんが、電動機械が文字通り人々の呼吸や他の重要な機能のために文字通り人々を活気づけている病院の集中治療室での影響を考慮してください。

電気の物理学

2つの大きな立方体形の磁石が1メートル離れて配置されており、一方の南極が他方の北極に面しているため、それらの間に強い付加的な磁場が作成されます。この磁場は北極を指し、磁石の端が床に対して完全に垂直である場合、磁場の方向は目に見えないカーペットの積み重ねのように床に平行です。まっすぐに立っている導線が磁石間のスペースを通って移動し、それぞれから正確に0.5メートルのままである場合、ワイヤの動きは磁場に垂直であり、電流がワイヤに沿って生成されます。したがって、磁場、ワイヤの動き、および電流の方向（およびワイヤの方向）は相互に垂直です。

これからの重要なポイントは、中心軸が回転し続ける限り、このマグネットワイヤ配列が完全に設定され、安定した電力を生成することです。ワイヤを介して外部のマシン、家庭または電力網全体に流れる電流。もちろん、ここでのコツは、シャフトが回転する力を提供することです。エンジニアは、さまざまな電源を利用するさまざまな種類の発電機を製造しています。

発電機の種類

発電機は、熱を利用して電気を生成する熱発電機と、運動エネルギーを利用して電気を生成する運動発電機に分けることができます。 （熱、仕事、エネルギーはすべて同じ単位であることに注意してください。通常はジュールまたはその倍数ですが、時にはカロリー、エルグ、または英国の熱単位です。電力は単位時間あたりのエネルギーで、通常はワットまたは馬力です。）

熱発電機： 化石燃料発電機は業界標準であり、石炭、石油（石油）または天然ガスの燃焼によって駆動されます。これらの燃料は豊富ですが有限であり、人類が代替案を思い付くのに拍車をかけている多くの環境と健康の問題を作り出します。 コジェネ これらの種類のプラントからの廃蒸気を、自分の小さな発電機に蒸気を使用する顧客に配管することが含まれます。 原子力 核分裂中に放出されるエネルギーを利用することであり、「クリーン」であるが論争の的になるプロセスです。 天然ガス 発電機は蒸気を生成せずに電気を生成し、蒸気生成と組み合わせることができます。 バイオマス 非伝統的なアイテムが燃料として使用される植物（木材や植物物質など）は、21世紀の初めに勢いを増しています。

キネティック ジェネレーター： 動力発電機の主な2種類は、水力発電所と風力（または風力タービン）です。 水力発電所 水の流れに頼って発電機内のシャフトを回転させます。年間を通じて安定した速度で流れる河川はほとんどないため、これらの施設のほとんどは、ダムを介して流れる人工湖（ネバダ州南部のミード湖やフーバーダムによって形成されたアリゾナ州北部など）に関係しているため、エリアのニーズに応じて人為的に操作されます。 風力 人工湖のように地元の土地や野生生物を混乱させないという利点がありますが、空気は発電の際に水よりもはるかに効率が悪く、風のレベルと速度が異なるという問題も抱えています。 「風車農場」は、一定レベルの電力を生成するために一緒にリンクされた多数のタービンを含むことができますが、大規模なコミュニティに電力を供給するのに十分な風力は、2018年の時点ではまだ実現可能ではありませんでした。