เนื้อหา
เพื่อสร้างบางสิ่งบางอย่างคือการสร้างมันขึ้นมาจากส่วนผสมอื่น ๆคุณอาจสร้างเรื่องสั้นโดยใช้ตัวอย่างของความคิดเกี่ยวกับโลกรอบตัวคุณ ผู้คนสร้างแผนสำหรับชีวิตของพวกเขาตามข้อมูลที่รวบรวมจากแหล่งข้อมูลที่หลากหลาย
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นภาษาที่ใช้ในชีวิตประจำวันเป็นหน่วยงานที่มีความสามารถในการผลิตพลังงานซึ่งโดยปกติแล้วเป็นไฟฟ้าสำหรับความพยายามของมนุษย์ เนื่องจากพลังงานและพลังงานไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้โดยไม่มีอะไรเลยจึงต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากแหล่งภายนอกบางชนิดพลังงานที่ถูกส่งผ่านเข้าไปในกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้ หากคุณเคยใช้เวลาตั้งแคมป์ในห้องโดยสารที่เป็นเจ้าของโดยคนที่เตรียมมาอย่างดีคุณอาจคุ้นเคยกับแนวคิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้แก๊ส ทุกวันนี้มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายประเภท แต่ทั้งหมดล้วนอาศัยหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทางกายภาพพื้นฐานเดียวกัน
ผลิตไฟฟ้า
ในปี ค.ศ. 1831 ไมเคิลฟาราเดย์นักฟิสิกส์ค้นพบว่าเมื่อแม่เหล็กถูกเคลื่อนย้ายภายในขดลวดลวดอิเล็กตรอนจะ "ไหล" ภายในลวดด้วยการเคลื่อนที่นี้เรียกว่ากระแสไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเครื่องจักรที่แปลงพลังงานเป็นกระแสไฟฟ้า แต่ไม่คำนึงถึงแหล่งพลังงานนี้ไม่ว่าจะเป็นถ่านหินพลังน้ำหรือพลังงานลมเหตุผลที่ดีที่สุดที่เกิดขึ้นคือการเคลื่อนที่ภายในสนามแม่เหล็ก
ในทุกโอกาสคุณเคยเห็นแม่เหล็กที่ใช้งานจริงในทางใดทางหนึ่ง - บางทีอาจเป็นแม่เหล็กสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ที่ใช้ในบ้านและที่ทำงานเพื่อติดตู้เย็น แม่เหล็กรูปทรงกระบอกชนิดพิเศษที่เรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าถูกวางไว้รอบ ๆ ชุดของขดลวดที่มีฉนวนหุ้มลวด (เช่นลวดทองแดง) ที่พันรอบแกนกลาง จากนั้นขดลวดจำนวนมากเหล่านี้จึงเปรียบเสมือนวงแหวนล้อมรอบเพลาและมุ่งไปที่มุมฉากกับแกนของเพลาเหมือนกับความสัมพันธ์ของยางกับเพลาที่ยึดมันไว้ เมื่อเพลาที่เชื่อมต่อกับสายไฟหมุนกระแสจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากแม่เหล็กไฟฟ้าทรงกระบอกที่อยู่นอกสายไฟจะไม่หมุนไปพร้อมกับพวกเขาดังนั้นจึงสร้างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและประจุภายในลวดตัวนำ
สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นหากแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่ไปในบริเวณใกล้เคียงกับลวดหรือลวดที่อยู่กับที่ มันไม่สำคัญว่าสิ่งใดที่เคลื่อนไหวแม่เหล็กหรือลวด (หรือทั้งสองอย่าง) ตราบใดที่ยังมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ต่อเนื่อง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า: ทำไม
ทำไมการผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องจึงเป็นเรื่องที่น่ากังวลเสมอ ทำไมคุณรู้ว่าชีวิตของคุณจะถูกขัดจังหวะและอาจหยุดชะงักหาก "พลังดับ" มากกว่าหนึ่งวันหรือมากกว่านั้น? คำตอบง่ายๆคือในขณะที่มนุษย์สามารถเก็บเชื้อเพลิงฟอสซิลจำนวนมหาศาลเช่นก๊าซธรรมชาติและน้ำมันสำหรับใช้ในกรณีฉุกเฉินไม่มีวิธีที่ดีในการเก็บไฟฟ้าจำนวนมาก คุณน่าจะมีมนุษย์รุ่นหนึ่งที่พยายามเก็บกระแสไฟฟ้าได้ดีที่สุดซึ่งก็คือแบตเตอรี่ แต่ในขณะที่แบตเตอรี่เหมือนกับทุกสิ่งทุกอย่างในโลกของเทคโนโลยีได้เติบโตขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพและยาวนานขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปแบตเตอรี่เหล่านี้มีข้อ จำกัด อย่างมากในแง่ของความสามารถในการรักษาแรงดันเอาท์พุทขนาดใหญ่ที่ต้องการสำหรับเมืองทั้งเมือง
เนื่องจากไม่มีวิธีที่เชื่อถือได้ในการเก็บไฟฟ้าในโลกสมัยใหม่จะต้องมีวิธีการผลิตจากวัตถุดิบเสมอ นี่คือเหตุผลที่ธุรกิจส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของพวกเขามีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองในกรณีที่การจัดหาเมืองโดยรอบถูกขัดจังหวะ ในขณะที่ร้านค้าการ์ดเบสบอลที่สูญเสียพลังงานเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงอาจไม่เป็นหายนะ แต่ให้พิจารณาผลกระทบในหน่วยดูแลผู้ป่วยหนักในโรงพยาบาลซึ่งเครื่องจักรที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้ผู้คนมีชีวิตรอดผ่านทางการหายใจสำหรับพวกเขาและหน้าที่สำคัญอื่น ๆ
ฟิสิกส์ของการไฟฟ้า
รูปที่สองแม่เหล็กทรงลูกบาศก์ขนาดใหญ่วางห่างกันหนึ่งเมตรโดยที่ขั้วใต้ของมันหันหน้าไปทางขั้วเหนือของอีกขั้วหนึ่งและสร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและเสริมเข้าด้วยกัน สนามนี้ชี้ไปที่ขั้วโลกเหนือและหากปลายของแม่เหล็กอยู่ในแนวตั้งอย่างสมบูรณ์แบบเมื่อเทียบกับพื้นทิศทางของสนามแม่เหล็กจะขนานกับพื้นเหมือนกับพรมที่มองไม่เห็น หากลวดตัวนำที่ยืนขึ้นตรงถูกย้ายผ่านช่องว่างระหว่างแม่เหล็กและยังคงอยู่ 0.5 เมตรจากแต่ละการเคลื่อนที่ของลวดจะตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กและกระแสจะถูกสร้างขึ้นตามลวด สนามแม่เหล็ก, การเคลื่อนไหวของสายไฟและทิศทางของกระแสไฟฟ้า (และของเส้นลวด) จึงตั้งฉากกัน
สิ่งสำคัญสำหรับสิ่งนี้คือการจัดเรียงลวดแม่เหล็กนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าที่มั่นคงตราบใดที่เพลากลางยังคงหมุนหมุนสายไฟขดลวดภายในแม่เหล็กทรงกระบอกในลักษณะที่จะทำให้แน่ใจว่ามีความมั่นคง การไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟและไปยังเครื่องภายนอกบ้านหรือกริดพลังงานทั้งหมด แน่นอนว่าเคล็ดลับที่นี่คือการให้พลังงานสำหรับเพลาหมุน วิศวกรได้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลากหลายประเภทที่ใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานที่แตกต่างกัน
ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องกำเนิดความร้อนซึ่งใช้ความร้อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบจลน์ซึ่งใช้ประโยชน์จากพลังงานของการเคลื่อนที่เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า (โปรดทราบว่าความร้อนการทำงานและพลังงานล้วนมีหน่วยเดียวกัน - โดยปกติจะเป็นจูลหรือหลายหน่วย แต่บางครั้งแคลอรี่, ergs หรือหน่วยความร้อนบริติชพลังงานคือพลังงานต่อหน่วยเวลาและโดยทั่วไปจะเป็นวัตต์หรือแรงม้า)
เครื่องกำเนิดความร้อน: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมและขับเคลื่อนโดยการเผาไหม้ของถ่านหิน, ปิโตรเลียม (น้ำมัน) หรือก๊าซธรรมชาติ เชื้อเพลิงเหล่านี้มีอยู่อย่างมากมาย แต่มีอยู่ จำกัด และพวกมันสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่กระตุ้นมนุษยชาติให้เกิดทางเลือก โคเจนเนอเร เกี่ยวข้องกับท่อไอน้ำเสียจากโรงงานประเภทนี้ให้กับลูกค้าที่ใช้ไอน้ำสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กของตัวเอง พลังงานนิวเคลียร์ คือการควบคุมพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการแตกนิวเคลียร์ซึ่งเป็นกระบวนการที่ "สะอาด" แต่เป็นที่ถกเถียงกัน ก๊าซธรรมชาติ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตไฟฟ้าโดยไม่ต้องผลิตไอน้ำและสามารถรวมกับการสร้างไอน้ำ ชีวมวล พืชที่มีการใช้สิ่งของที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมเป็นเชื้อเพลิง (เช่นไม้หรือวัตถุ) ได้รับแรงกระตุ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21
เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว เครื่องกำเนิดไฟฟ้า: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานจลน์สองชนิดหลักคือโรงไฟฟ้าพลังน้ำและพลังงานลม (หรือกังหันลม) พืชพลังน้ำ พึ่งพาการไหลของน้ำเพื่อหมุนเพลาภายในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพราะมีแม่น้ำไม่กี่สายไหลตลอดทั้งปีในทุกสิ่งที่มีอัตราคงที่สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับทะเลสาบประดิษฐ์ที่สร้างขึ้นโดยเขื่อน (เช่นทะเลสาบมี้ดในภาคใต้ของเนวาดาและแอริโซนาตอนเหนือที่เกิดขึ้นจากเขื่อนฮูเวอร์) มีการจัดการปลอมแปลงตามความต้องการของพื้นที่ พลังงานลม มีข้อได้เปรียบที่ไม่รบกวนที่ดินและสัตว์ป่าในท้องถิ่นในลักษณะเดียวกับทะเลสาบเทียม แต่อากาศมีประสิทธิภาพน้อยกว่าน้ำในการผลิตพลังงานและยังทำให้เกิดปัญหาในระดับและความเร็วลมที่แตกต่างกัน ในขณะที่ "ฟาร์มกังหันลม" สามารถเกี่ยวข้องกับกังหันจำนวนหนึ่งที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างพลังงานในระดับหนึ่ง แต่พลังงานลมเพียงพอที่จะให้กระแสไฟฟ้าแก่ชุมชนที่มีขนาดใหญ่ยังไม่สามารถทำได้ในปี 2018