Hoe werkt een generator in de natuurkunde?

Wat je nodig hebt:

• eigenlijk gewoon tijd
• en interesse

Energieopwekking - de fysieke basis

In een batterij wordt elektrisch energie opgewekt door chemische reacties, maar dit is gelijkstroom, waarmee men apparaten kan voeden met een relatief lage stroombehoefte. De koelkast of het elektrisch fornuis heeft echter wisselstroom nodig.

• In elektriciteitscentrales wordt wisselstroom opgewekt, waarbij kinetische energie (ongeacht of het water of hete stoom is) wordt omgezet in elektrische energie.
• Deze conversie wordt gedaan door een generator. Overigens komt het woord uit het Latijn voor "generare" produceren.
• De basis van elke generator is magnetische kracht en kinetische energie.
• Elke magneet is omgeven door een (onzichtbaar) krachtveld. Elektrische geleiders waar een stroom doorheen loopt ontwikkelen ook zo'n magnetisch veld om zich heen (en kunnen dan kleinere magneten beïnvloeden).
instagram viewer


Magneet in de generator - zijn functie eenvoudig uitgelegd

Wat doet een magneet in een generator en hoe wek je er elektriciteit mee op? De …

• Zodra zo'n magneet in een draadspoel wordt bewogen, buigt de wijzer van een aangesloten meetapparaat af - er wordt (kortstondig) een elektrische spanning opgewekt.
• In de natuurkunde Dit proces wordt inductie genoemd: als een magnetisch veld verandert, wordt er een kracht uitgeoefend op de ladingen in de draad, de elektronen, die ze volgen. Er ontstaat een spanning doordat de elektronen niet meer gelijkmatig in de draad zijn verdeeld.
• Aan de uiteinden van de spoel zijn de twee elektrische polen gevormd als een batterij.
• Als de bewegingsrichting wordt omgekeerd, verandert de krachtrichting en daarmee de polariteit van de spoel.
• Continue polariteitsomkering creëert een wisselspanning.
• Een praktische toepassing van dit principe kent u vast wel: uw fietsdynamo werkt er volgens. De draaiende beweging van het kleine bovenste wieltje draait een permanente magneet omgeven door een spoel. Aan beide uiteinden van de spoel kan stroom worden afgenomen om de fiets te verlichten.

Generator - zo werkt het

• Het is niet ver van de fietsdynamo naar de (natuurlijk veel grotere) generator: hij werkt ook volgens het inductieprincipe van de natuurkunde.
• Het belangrijkste verschil zit hem in het type magneet dat wordt gebruikt: in de generator draait een krachtige elektromagneet. Dit wordt ook wel een rotor of runner genoemd.
• Voor deze roterende elektromagneten is natuurlijk gelijkstroom nodig, omdat dit de enige manier is om een ​​magnetisch veld met constante polariteit op te wekken.
• Deze gelijkstroom wordt geleverd door de zogenaamde Exciter die mechanisch wordt aangedreven door dezelfde as als de rotor.
• De spoelen zijn om de elektromagneet bevestigd. Omdat deze niet bewegen, wordt dit deel van de generator ook wel de stator genoemd.
• Over het algemeen zijn meerdere grote spoelenpakketten (meestal drie voor draaistroom) intern met elkaar verbonden door een ringleiding, je wilt immers sterke stromen opwekken.
• Aan het andere uiteinde leidt een draad rechtstreeks naar buiten.