Τι είναι μια γεννήτρια τάσης;

Η γεννήτρια τάσης είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη δυναμική και την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με τη μετακίνηση ενός αγωγού μέσω ενός μαγνητικού πεδίου για τη δημιουργία τάσης. Η γεννήτρια λειτουργεί πολύ παρόμοια με μια αντλία νερού στην οποία το ηλεκτρικό φορτίο μετακινείται σε ένα εξωτερικό κύκλωμα όπως ακριβώς το νερό ωθείται σε έναν σωλήνα. Το δυναμικό και η κινητική ενέργεια που ξεκινά τη διαδικασία μπορεί να προέλθει από διάφορες πηγές όπως ο ατμός ή ο άνεμος.

Η προέλευση της ιδέας της γεννήτριας τάσης προέρχεται από τις μελέτες ενός Άγγλου φυσικού ονόματι Michael Faraday το 1831. Τύλιξε πηνία μονωμένου σύρματος γύρω από ένα σιδερένιο δακτύλιο. Όταν πέρασε ένα ρεύμα μέσω ενός δακτυλίου πηνίου, ανακάλυψε ότι το άλλο πηνίο ήταν επίσης επαγόμενο. Χρησιμοποιώντας αυτή την ιδέα κατασκεύασε μια ηλεκτρομαγνητική περιστροφική συσκευή. Αυτός ήταν ουσιαστικά ο πρώτος ηλεκτροκινητήρας και λειτουργούσε ως η αρχή αντίθετη από μια γεννήτρια τάσης παράγοντας κινητική ενέργεια χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια.

Το 1832, ο Hipployte Pixii κατασκεύασε μια ηλεκτρική γεννήτρια για τη βιομηχανία. Ονομάστηκε Dynamo, μετέτρεψε την περιστρεφόμενη κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική. Αυτή η πρώιμη εφεύρεση ήταν μια συσκευή συνεχούς ρεύματος (DC) και χρειαζόταν ένα πρόσθετο εξάρτημα που δεν βρέθηκε στις σύγχρονες γεννήτριες τάσης: έναν μεταγωγέα. Ο μεταγωγέας σχεδιάστηκε για να εναλλάσσει το ρεύμα στο Dynamo. Αυτό βοηθά στη διανομή της ισχύος σε όλη τη γεννήτρια στην καλύτερη θέση.

Μια γεννήτρια τάσης αποτελείται από δύο διαφορετικά μηχανικά μέρη: έναν ρότορα και έναν στάτορα. Ο ρότορας είναι το περιστρεφόμενο τμήμα της γεννήτριας, ενώ ο στάτορας είναι το ακίνητο τμήμα. Τα ηλεκτρικά εξαρτήματα συνδέονται σε καθένα από αυτά τα κομμάτια. Ο οπλισμός είναι το εξάρτημα παραγωγής ενέργειας και μπορεί να τοποθετηθεί είτε στον ρότορα είτε στον στάτορα. Ένα στοιχείο μαγνητικού πεδίου πρέπει να τοποθετηθεί στο αντίθετο μηχανικό μέρος.

Στη γεννήτρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε μόνιμοι μαγνήτες είτε πηνία πεδίου. Ενώ οι μαγνήτες δημιουργούν το δικό τους ηλεκτρικό φορτίο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, τα πηνία πεδίου πρέπει να φορτιστούν για να παράγουν ισχύ. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μικρότερες γεννήτριες για να διεγείρουν τα πηνία. Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, αυτά τα πηνία πεδίου πρέπει να διεγερθούν ξανά σε μια διαδικασία γνωστή ως «μαύρο ξεκίνημα».

Οι γεννήτριες τάσης αποτελούν απαραίτητο τμήμα της σύγχρονης βιομηχανίας. Οι μεγάλοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν δυναμικό και κινητική ενέργεια που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Ανεξάρτητα από την αρχική κατάσταση που παίρνει η δυναμική ενέργεια, τελικά μετατρέπεται χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια υψηλής τάσης. Ο άνεμος, η γεωθερμία, η πυρηνική ενέργεια, το πετρέλαιο και ο άνθρακας όλα μετατρέπονται σε ηλεκτρικό φορτίο.