La historia de los generadores
Antes de esto, toda la electricidad era producida por máquinas electrostáticas y baterías, ninguna de las cuales podía producir mucha energía.
Sin embargo, el generador de Faraday finalmente lo cambió todo.
Un generador consta de un electroimán que gira rápidamente entre dos o más campos magnéticos. Cuando dos campos magnéticos se cruzan, se produce electricidad y el cable conduce a un generador.
Los ingenieros electrónicos obtienen corriente alterna (AC) o corriente continua (DC) en función del método de bobinado del generador y la disposición de los imanes. La mayoría de los generadores producen corriente alterna, que es más fácil de transmitir a largas distancias a través de líneas eléctricas que la corriente continua.
Cualquiera que haya estudiado física recordará que el científico británico Faraday descubrió el principio de inducción electromagnética en 1831.
Este principio, que juega un papel importante en el desarrollo de la sociedad humana, dice: "Cuando las líneas del campo magnético cambian, se induce una corriente en los cables circundantes.
"
Faraday, minuciosamente, a través de investigaciones y experimentos repetidos, finalmente descubrió este influyente principio científico. Estaba convencido de que este principio podría usarse para crear un generador que realmente pudiera generar electricidad.
En el segundo año después de que Faraday descubriera el principio de inducción electromagnética, inspirado por el descubrimiento de Faraday, el francés Pisy aplicó el principio de inducción electromagnética para fabricar el primer generador.
El generador de Pixie está cerca de un imán giratorio en forma de U (impulsado por un volante y engranajes para girar). Los dos núcleos de hierro están envueltos alrededor de la bobina en línea y están alineados con el polo N y el polo S de. El imán respectivamente. El cable de la bobina sale.
De esta manera, cuando se gira el volante para hacer girar el imán, las líneas del campo magnético cambian, dando como resultado una corriente eléctrica en el conductor de la bobina.
En el dispositivo generador, cada vez que el imán gira media vuelta, el polo magnético del imán correspondiente a la bobina cambia una vez, por lo que la dirección de la corriente también cambia.
Para cambiar esta situación y mantener inalterada la dirección de la corriente, a Pixie se le ocurrió un ingenioso método: añadir dos piezas metálicas cilíndricas separadas entre sí al eje giratorio del imán, y que conducen desde La bobina ambos extremos están en contacto con dos láminas de metal a través de láminas de resorte respectivamente.
Además, dos cables están en contacto con dos piezas metálicas para extraer corriente.
Este dispositivo se llama conmutador y todavía se utiliza en generadores posteriores.
¿Por qué el rectificador puede mantener inalterada la dirección de la corriente? Esto se debe a que la corriente fluye desde la bobina hacia el conmutador, que gira con el imán.
Cuando el imán gira media vuelta, la dirección de la corriente en la bobina se invierte. El conmutador gira exactamente media vuelta y luego vuelve a girar, por lo que la dirección de la corriente de salida es siempre la misma.
El generador inventado por Pixie es el primero del mundo, pero también tiene deficiencias.
Necesita mejorar. En primer lugar, los imanes giratorios no son tan convenientes y flexibles como las bobinas giratorias. En segundo lugar, se puede obtener corriente direccional a través del rectificador, pero la intensidad de la corriente aún está cambiando.
Para cambiar esta situación, la gente utiliza el método de aumentar el número de imanes y bobinas y escalonar ligeramente las corrientes cambiantes, para controlar los cambios de intensidad de la corriente de salida dentro de un cierto rango.
En los más de 30 años desde que Pixie inventó el generador, aunque se han realizado algunas mejoras y han aparecido algunos inventos nuevos, los resultados no han sido muy buenos, y nunca han podido desarrollar un generador que Puede generar tanta corriente como una batería y puede usarse en generadores prácticos.
En 1867, el inventor alemán Werner von Siemens realizó importantes mejoras en el generador.
Él cree que el generador utiliza electroimanes en lugar de imanes (es decir, imanes permanentes), que pueden mejorar la fuerza magnética y generar una fuerte corriente.
El principio detrás del uso de electroimanes en lugar de imanes permanentes por parte de Siemens para generar electricidad es que el núcleo del electroimán todavía tiene un magnetismo débil en ausencia de corriente.
Cuando la bobina gira, el magnetismo residual débil se utiliza para generar corriente, que luego se devuelve al electroimán para mejorar su fuerza magnética, de modo que el electroimán también pueda producir un magnetismo fuerte.
Entonces Siemens comenzó a estudiar los generadores electromagnéticos.
Esta nueva dinamo se fabricó rápidamente y podía producir una corriente potente muy superior a la de la dinamo Piccolo.
Al mismo tiempo, este tipo de generador es mucho más conveniente que conectar muchas baterías para encenderse, por lo que se usa ampliamente como generador práctico.
Poco después de la llegada del nuevo generador de Siemens, el físico italiano Pacinutti inventó la armadura del generador de anillos en 1865.
Este tipo de armadura utiliza una bobina enrollada alrededor de un anillo de hierro en lugar de una bobina enrollada alrededor de una varilla con núcleo de hierro, lo que mejora la eficiencia del generador.
De hecho, Pasnuti propuso la idea de una armadura de generador ya en 1860, pero no logró atraer la atención de la gente.
En 1865 publicó esta original idea en una revista, pero aún no ha sido reconocida por la sociedad.
En 1869, cuando el estudioso belga Gulam estudiaba electricidad en París, vio un artículo publicado por Pachinuti y creyó que este invento tenía sus ventajas.
Así, basándose en el diseño de Pachinuti y en el principio del generador electromagnético adoptado por Siemens, desarrolló un generador con excelente rendimiento en 1870.
En el invento de Pachinuti, se realizaron importantes mejoras en la parte del conmutador del generador, permitiendo al generador producir cambios muy pequeños en la intensidad de la corriente.
Sin embargo, la intensidad de corriente del generador Gulam diseñado y fabricado por Pachinutian no cambió mucho.
Esta es una de las excelentes propiedades del generador Ghulam.
Los generadores de Guram tienen muy buen rendimiento, por lo que se venden ampliamente. No sólo hizo una fortuna, sino que también fue conocido como el "Padre del Generador".
Algunas personas vieron el éxito de la invención del generador por parte de Gulam y quisieron mejorarlo y hacer uno más avanzado.
Entre estas personas se encuentra Atni, un ingeniero que estudia generadores en Siemens en Alemania.
Inventó diferentes métodos de bobinado del generador Ghulam e hizo un generador con buen rendimiento.
La armadura del generador Ghulam está hecha de alambre de hierro enrollado en un círculo, con aislamiento de papel entre los círculos, y luego los círculos se unen como un núcleo de hierro y se enrolla una bobina sobre él. y luego se llevan diferentes partes de la bobina. Algunos cables se conducen al conmutador.
La armadura del generador Atney está hecha de muchas láminas circulares delgadas de hierro aisladas con papel y luego apiladas para formar un núcleo de hierro, sobre el cual se enrolla una bobina.
La gente llama a este método "tambor", que significa forma de tambor.
Después de esta mejora, la apariencia y el rendimiento del generador son mucho mejores que antes.
Debido a este invento, Siemens se hizo cada vez más famosa.
Como resultado, Alemania, con Siemens como núcleo, desarrolló vigorosamente varios generadores, lo que resultó en el rápido desarrollo de la industria de la energía eléctrica.
A medida que los generadores se hicieron gradualmente más grandes, la potencia del generador giratorio también cambió.
Entre ellos, la energía hidráulica es más interesante.
Esto se debe a que es más conveniente hacer funcionar los grandes generadores mediante energía hidráulica, no consume combustible y es de bajo coste.
Por ello, Siemens invirtió en la investigación de la energía hidroeléctrica.
La hidroelectricidad es diferente a la hidroelectricidad. En el primer caso, el generador debe instalarse en un lugar con flujo de agua turbulento, es decir, un lugar con una gran caída en el flujo de agua.
Esto requiere generar electricidad aguas arriba de los ríos en zonas montañosas y luego transportarla a ciudades distantes.
Para transmitir electricidad a largas distancias, es necesario construir una línea de transmisión larga.
Sin embargo, cuando pasan corrientes fuertes a través de las líneas de transmisión, los cables se calientan. De esta forma, la energía eléctrica finalmente generada se pierde en el camino hacia el lugar lejano debido al calor generado por el cable.
Para reducir la pérdida de calor durante la transmisión de energía eléctrica a larga distancia, se pueden adoptar dos métodos: uno es aumentar el área de la sección transversal del voltaje, es decir, espesar los cables y reducir la resistencia; el otro es aumentar el voltaje y reducir la corriente.
El primer método es difícil de adoptar porque requiere una gran cantidad de alambre metálico y es difícil pasar alambres gruesos.
En comparación, este último método es más práctico.
Pero con la corriente continua utilizada en aquella época, era difícil aumentar o disminuir su voltaje.
Por lo tanto, la gente tiene que empezar a considerar el uso de corriente alterna, cuyo voltaje es fácil de cambiar.
Parece ser más fácil cambiar el generador de CC por un alternador, principalmente quitando el conmutador.
Así, Artne de Siemens inventó el alternador en 1873.
Después se popularizó la investigación sobre alternadores, lo que también propició el rápido desarrollo de este tipo de generadores.