Sut Mae Generadur yn Gweithio?

I gynhyrchu rhywbeth yw ei greu o gynhwysion eraill. Efallai y byddwch chi'n cynhyrchu stori fer gan ddefnyddio pytiau o syniadau am y byd o'ch cwmpas; mae pobl yn cynhyrchu cynlluniau ar gyfer eu bywydau yn seiliedig ar wybodaeth y maent yn ei chasglu o amrywiaeth o ffynonellau.

Mae generadur, mewn iaith bob dydd, yn endid sy'n gallu cynhyrchu pŵer, trydan fel arfer, ar gyfer ymdrechion dynol. Gan na ellir creu pŵer ac ynni, yn anffodus, o ddim, rhaid i'r generaduron eu hunain gael eu pweru gan ffynhonnell allanol o ryw fath, egni sydd wedyn yn cael ei sianelu i drydan y gellir ei ddefnyddio. Os ydych chi erioed wedi treulio amser yn gwersylla mewn caban sy'n eiddo i bobl sydd wedi'u paratoi'n dda, efallai eich bod chi'n gyfarwydd â'r cysyniad o generadur sy'n cael ei bweru gan nwy. Heddiw, mae amrywiaeth o fathau o generaduron yn bodoli, ond mae pob un ohonynt yn dibynnu ar yr un egwyddorion gweithio generaduron corfforol sylfaenol.

Cynhyrchu Trydan

Yn 1831, darganfu’r ffisegydd Michael Faraday, pan fydd magnet yn cael ei symud y tu mewn i coil o wifren, bod electronau’n “llifo” y tu mewn i’r wifren, gyda’r symudiad hwn yn cael ei alw’n gerrynt trydan. Generadur yw unrhyw beiriant sy'n trosi egni i gerrynt trydan, ond waeth beth yw ffynhonnell yr egni hwn - boed yn bŵer glo, hydro neu wynt - y rheswm eithaf y mae cerrynt trydanol yn cael ei gynhyrchu yw trwy symud o fewn maes magnetig.

Yn ôl pob tebyg, rydych wedi gweld magnetau ar waith mewn rhyw ffordd - efallai'r magnetau petryal bach a ddefnyddir mewn lleoliadau cartref a swyddfa i osod eitemau o ddiddordeb i oergelloedd. Mae math arbennig o fagnet siâp silindr, o'r enw electromagnet, yn cael ei osod o amgylch cyfres o goiliau wedi'u hinswleiddio o wifren dargludo (fel gwifren gopr) sydd wedi'u lapio o amgylch siafft ganolog. Mae pob un o'r coiliau niferus hyn, felly, fel cylch o amgylch y siafft ac wedi'i gogwyddo ar ongl sgwâr i echel y siafft, yn debyg iawn i berthynas y teiars â'r echel sy'n eu dal. Pan fydd y siafft sy'n gysylltiedig â'r gwifrau yn cylchdroi, cynhyrchir cerrynt, oherwydd nid yw'r electromagnet silindrog y tu allan i'r gwifrau yn cylchdroi ynghyd â nhw, gan sefydlu symudiad cymharol rhwng maes magnetig a gwefrau y tu mewn i'r wifren dargludo.

Byddai'r un peth yn digwydd pe bai ffynhonnell maes magnetig yn symud yng nghyffiniau gwifren neu wifrau llonydd. Nid oes ots pa un sy'n symud, y magnet neu'r wifren (neu'r ddau), cyhyd â bod symudiad cymharol, parhaus rhyngddynt.

Y Generadur Trydan: Pam?

Pam fod cynhyrchu trydan yn barhaus yn bryder bob amser? Pam eich bod chi'n gwybod y bydd ymyrraeth ar eich bywyd ac yn ôl pob tebyg yn cael ei amharu os yw "y pŵer yn mynd allan" am fwy na diwrnod neu fwy? Yr ateb syml yw, er y gall bodau dynol storio llawer iawn o danwydd ffosil fel nwy naturiol ac olew i'w defnyddio mewn argyfyngau, nid oes ffordd dda o storio llawer iawn o drydan. Mae'n debyg bod gennych fersiwn o ymgais orau'r ddynoliaeth i storio trydan o fewn cyrraedd, sef batri. Ond er bod batris, fel popeth arall ym myd technoleg, wedi tyfu'n fwy grymus ac yn para'n hirach dros amser, maent yn hynod gyfyngedig o ran eu gallu i gynnal y math o allbynnau foltedd enfawr sy'n ofynnol i bweru dinasoedd cyfan ac economïau modern.

O ganlyniad nad oes unrhyw ffordd ddibynadwy i storio trydan, yn y byd modern, rhaid bod ffyrdd bob amser o'i gynhyrchu o ddeunyddiau crai. Dyma pam mae gan y mwyafrif o fusnesau, yn dibynnu ar eu natur, generaduron wrth gefn rhag ofn y bydd ymyrraeth ar gyflenwad y dref amgylchynol. Er efallai na fydd siop cardiau pêl fas yn colli pŵer am awr yn drychinebus, ystyriwch yr effeithiau mewn uned gofal dwys mewn ysbyty lle mae peiriannau trydan yn llythrennol yn cadw pobl yn fyw trwy anadlu amdanynt a swyddogaethau hanfodol eraill.

Ffiseg Trydan

Llun dau magnet mawr, siâp ciwb, yn gosod metr ar wahân, un gyda'i bolyn deheuol yn wynebu polyn gogleddol y llall a thrwy hynny yn creu maes magnetig ychwanegyn cryf rhyngddynt. Mae'r cae hwn yn pwyntio tuag at bolyn y gogledd ac, ac os yw pennau'r magnetau'n berffaith fertigol mewn perthynas â'r llawr, mae cyfeiriad y maes magnetig yn gyfochrog â'r llawr, fel pentwr o garpedi anweledig. Os yw gwifren dargludol sy'n sefyll yn syth i fyny yn cael ei symud trwy'r gofod rhwng y magnetau ac yn aros yn union 0.5 metr o bob un, mae mudiant y wifren yn berpendicwlar i'r maes magnetig a chynhyrchir cerrynt ar hyd y wifren. Felly mae'r maes magnetig, symudiad y wifren a'r cyfeiriad cyfredol (a chyfeiriad y wifren) yn berpendicwlar i'w gilydd.

Y tecawê pwysig o hyn yw bod y trefniant gwifren magnet hwn wedi'i sefydlu'n berffaith i gynhyrchu cyflenwad cyson o drydan cyhyd â bod y siafft ganolog yn parhau i gylchdroi, gan symud y gwifrau sydd wedi'u coilio y tu mewn i'r magnet silindrog mewn modd sy'n sicrhau cyson llif cerrynt trwy'r gwifrau ac i beiriant allanol, cartref neu grid pŵer cyfan. Y tric yma, wrth gwrs, yw darparu'r pŵer i'r siafft droelli. Mae peirianwyr wedi cynhyrchu amrywiaeth o wahanol fathau o eneraduron sy'n defnyddio gwahanol ffynonellau pŵer.

Mathau o Generaduron

Gellir rhannu generaduron trydan yn generaduron thermol, sy'n defnyddio gwres i gynhyrchu trydan, a generaduron cinetig, sy'n defnyddio egni mudiant i gynhyrchu trydan. (Sylwch fod gan wres, gwaith ac egni i gyd yr un unedau - fel arfer joules neu luosog ohonynt, ond weithiau calorïau, ergs neu unedau thermol Prydain [BTU]. Mae pŵer yn egni fesul amser uned ac fel rheol mae mewn watiau neu marchnerth.)

Generaduron thermol: Generaduron tanwydd ffosil yw safon y diwydiant ac maent yn cael eu pweru gan losgi glo, petroliwm (olew) neu nwy naturiol. Mae'r tanwyddau hyn yn doreithiog ond yn gyfyngedig, ac maen nhw'n creu llu o broblemau amgylcheddol ac iechyd sydd wedi sbarduno dynoliaeth i gynnig dewisiadau amgen. Mae cenhedlaeth yn golygu pibellau'r stêm wastraff o'r mathau hyn o blanhigion i gwsmeriaid sy'n defnyddio'r stêm ar gyfer eu generaduron llai eu hunain. Pwer niwclear yw harneisio'r egni sy'n cael ei ryddhau

yn ystod ymholltiad niwclear, proses "lân" ond dadleuol. Mae generaduron nwy naturiol yn cynhyrchu trydan heb gynhyrchu stêm a gellir eu cyfuno â chynhyrchu stêm. Mae planhigion biomas, lle mae eitemau anhraddodiadol yn cael eu defnyddio fel tanwydd (fel pren neu ddeunydd planhigion), wedi ennill momentwm ar ddechrau'r 21ain ganrif.

Generaduron cinetig: Y ddau brif fath o generaduron trydan cinetig yw planhigion trydan dŵr a phŵer gwynt (neu dyrbinau gwynt). Planhigion trydan dŵr yn unig ar lif y dŵr i droelli'r siafftiau y tu mewn i eneraduron. Oherwydd mai ychydig o afonydd sy'n llifo trwy gydol y flwyddyn ar unrhyw beth sy'n debyg i gyfradd gyson, mae'r rhan fwyaf o'r cyfleusterau hyn yn cynnwys llynnoedd artiffisial a grëwyd gan argaeau (megis Lake Mead yn ne Nevada a gogledd Arizona, a ffurfiwyd gan Argae Hoover) fel y gall y llif ar draws y tyrbinau fod wedi'i drin yn artiffisial yn unol ag anghenion ardal. Mantais pŵer gwynt yw peidio ag amharu ar dir a bywyd gwyllt lleol yn yr un modd ag y mae llynnoedd artiffisial yn ei wneud, ond mae aer yn llawer llai effeithlon na dŵr wrth gynhyrchu pŵer, ac mae ganddo hefyd y broblem o lefelau amrywiol a chyflymder gwynt. Er y gall "ffermydd melinau gwynt" gynnwys nifer o dyrbinau wedi'u cysylltu gyda'i gilydd i greu lefel benodol o bŵer, nid oedd pŵer gwynt sy'n ddigonol i ddarparu trydan i gymunedau sizable yn ymarferol eto yn 2018.

Am ragor o wybodaeth, cysylltwch â ni ar sales@xfullstar.com