Come funziona un generatore in fisica?

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L'energia elettrica, in particolare la corrente alternata, viene generata negli impianti elettrici con un generatore. Come funziona è spiegato qui - fisicamente semplificato.

Un generatore produce corrente alternata.
Un generatore produce corrente alternata.

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Generazione di energia: le basi fisiche

In una batteria diventa elettrica energia generato da reazioni chimiche, ma si tratta di corrente continua, che può essere utilizzata per alimentare dispositivi con un fabbisogno energetico relativamente basso. Tuttavia, il frigorifero o la cucina elettrica richiedono corrente alternata.

  • La corrente alternata viene generata nelle centrali elettriche, per cui l'energia cinetica (indipendentemente dal fatto che si tratti di acqua o vapore caldo) viene convertita in energia elettrica.
  • Questa conversione viene eseguita da un generatore. Per inciso, la parola deriva dal latino per "generare" produrre.
  • La base di ogni generatore è la forza magnetica e l'energia cinetica.
  • Ogni magnete è circondato da un campo di forza (invisibile). Anche i conduttori elettrici attraverso i quali scorre una corrente sviluppano attorno a sé un tale campo magnetico (e possono quindi influenzare i magneti più piccoli).
  • Magnete nel generatore: la sua funzione è semplicemente spiegata

    Cosa fa un magnete in un generatore e come si genera elettricità con esso? Il …

  • Non appena un tale magnete viene spostato in una bobina di filo, la lancetta di un dispositivo di misurazione collegato si devia - viene generata una tensione elettrica (brevemente).
  • Nel fisica Questo processo è chiamato induzione: se un campo magnetico cambia, viene esercitata una forza sulle cariche nel filo, gli elettroni, che seguono. Si crea una tensione perché gli elettroni non sono più distribuiti uniformemente nel filo.
  • Alle estremità della bobina, i due poli elettrici sono formati come una batteria.
  • Se si inverte la direzione del movimento, cambia la direzione della forza e con essa la polarità della bobina.
  • L'inversione continua della polarità crea una tensione alternata.
  • Conoscerai sicuramente un'applicazione pratica di questo principio: la tua dinamo per bicicletta funziona in base ad esso. Il movimento di rotazione della piccola ruota superiore fa girare un magnete permanente circondato da una bobina. L'energia per illuminare la bicicletta può essere prelevata da entrambe le estremità della bobina.

Generatore: ecco come funziona

  • Non è lontano dalla dinamo della bicicletta al generatore (ovviamente molto più grande): funziona anche secondo il principio di induzione della fisica.
  • La differenza principale risiede nel tipo di magnete utilizzato: un potente elettromagnete ruota nel generatore. Questo è anche noto come rotore o corridore.
  • Naturalmente, per questo elettromagnete rotante è necessaria una corrente continua, poiché questo è l'unico modo per generare un campo magnetico con polarità costante.
  • Questa corrente continua è fornita dal cosiddetto Eccitatore azionato meccanicamente dallo stesso albero del rotore.
  • Le bobine sono fissate attorno all'elettromagnete. Poiché questi non si muovono, questa parte del generatore è anche conosciuta come statore.
  • In generale, diversi pacchi di bobine di grandi dimensioni (di solito tre per corrente trifase) sono collegati internamente l'uno all'altro da una linea ad anello, dopotutto, si desidera generare forti correnti.
  • All'altra estremità, un filo conduce direttamente all'esterno.

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