Inhoud
Generatoren zijn machines die mechanische energie omzetten in elektrische energie. De mechanische energie kan vallend water, stoomdruk of windenergie zijn. De elektriciteit kan wisselstroom (AC) of gelijkstroom (DC) zijn. Het basisprincipe van de generator werd ontdekt in 1820. De basisonderdelen van een generator zijn draad, magneten en een roterende as. Wanneer een draad door een magnetisch veld wordt bewogen, zorgt dit ervoor dat de elektronen in de draad stromen.
De rotor
De rotor is de centrale as van de generator - het is het deel dat draait. Een vorm van mechanische energie draait de rotor om de elektriciteit op te wekken. De rotor wordt aan beide uiteinden ondersteund en is omwikkeld met continue lussen van een enkele draad. De draad is meestal geëmailleerde koperdraad - de draad moet worden geïsoleerd zodat wanneer de lussen van de wonddraad elkaar raken er geen kortsluiting is. Emailleren is de goedkoopste manier om de draad te isoleren en het biedt ook een dunne isolatie zodat de rotor het maximale aantal windingen kan hebben. Hoe meer windingen er zijn, hoe meer elektriciteit zal worden opgewekt.
De stator
De stator is het vaste deel van de generator dat de rotor omgeeft. De stator levert het magnetische veld dat de stroom van elektronen in de draad van de draaiende rotor veroorzaakt. In grotere generatoren zijn de magneten in de stator eigenlijk elektromagneten - draadlussen rond een ijzeren kern. De elektriciteit voor de stroomvoorziening van de elektromagneten komt rechtstreeks van de rotor. Dit betekent dat er een axillaire methode is om de elektromagneten van stroom te voorzien totdat de rotor elektriciteit begint te produceren, maar dit is veel beter dan de enorme magneten die nodig zijn om een grote generator te laten werken. In kleine generatoren - zoals de generatoren die worden aangedreven door fietswielen om elektriciteit te leveren voor fietskoplampen - zijn er permanente magneten in de stators.
De ringen en borstels
Er moet een methode worden gebruikt om de opgewekte elektriciteit in de enkele draad van de rotor op te vangen en langs een paar draden naar beneden. De standaard manier om dit te doen is om de uiteinden van de rotordraad aan twee ringen aan één uiteinde of de rotor te bevestigen. Metalen borstels rijden op deze metalen ringen en de uitvoerdraden van de generator zijn bevestigd aan de twee metalen borstels. Het magnetische veld van de stator veroorzaakt een elektrische stroom in de draadwikkeling van de rotor waardoor elke ring in een regelmatige cyclus negatief en positief wordt wanneer de rotor de noord- en zuidpool van het magnetische veld passeert. De oscillerende positieve en negatieve potentialen in de ringen worden overgebracht naar de borstels en vervolgens langs de draden. Door elke ring in twee delen te splitsen en twee draden in de wikkeling te gebruiken, kunt u ervoor zorgen dat de positieve potentiaal altijd naar dezelfde draad gaat en de negatieve potentiaal altijd naar de andere draad. Solid-ring generatoren produceren wisselstroom en split-ring generatoren genereren gelijkstroom.