Contenu
- Comment fonctionne l'induction
- Comment les générateurs utilisent l'induction
- Types de carburant
- Faire votre propre générateur
Une batterie convertit l'énergie chimique en électricité, et une cellule solaire produit de l'énergie à partir de l'énergie du soleil, mais si vous souhaitez produire de l'électricité à partir d'énergie mécanique, vous avez besoin d'un générateur à induction. Ces générateurs peuvent être assez petits pour alimenter une lampe torche à manivelle ou assez grands pour donner de l'énergie à des villes entières, mais ils fonctionnent tous selon le principe de l'induction électromagnétique, découvert par Michael Faraday, physicien et inventeur anglais du XIXe siècle. Aujourd'hui, les générateurs à induction fonctionnant avec une variété de combustibles fournissent de l'électricité à la majorité de la population mondiale.
Comment fonctionne l'induction
L’expérience d’induction de Faradays est probablement l’une des plus importantes en physique, et elle était relativement simple. Il enroula une longueur de fil conducteur autour d'un noyau circulaire et connecta le fil à un mètre. Il a découvert qu'en déplaçant un aimant au centre du cercle, le courant circulait dans le fil. Le courant s'est arrêté quand il a arrêté de déplacer l'aimant et il a coulé dans le sens opposé lorsqu'il a inversé la direction de l'aimant. Il a ensuite formulé la loi de l'induction électromagnétique, connue maintenant sous le nom de loi de Faradays, qui établit un rapport entre l'intensité du courant et l'amplitude de la modification du champ magnétique, également appelée flux magnétique. La force de l'aimant, le nombre de bobines autour du noyau et les caractéristiques du fil conducteur influencent tous les calculs pour les générateurs du monde réel.
Comment les générateurs utilisent l'induction
Qu'ils soient situés à l'intérieur d'un groupe électrogène domestique, de votre voiture ou d'une centrale nucléaire, les groupes électrogènes présentent généralement les mêmes caractéristiques. Ils comprennent un rotor avec un noyau creux qui tourne autour d’un stator. Le stator est généralement un puissant aimant, tandis que les bobines transportant de l’électricité sont enroulées autour du rotor. Dans certains générateurs, les bobines sont enroulées autour du stator et le rotor est magnétisé. Cela n'a pas d'importance. De toute façon, l'électricité circulera.
Le rotor doit tourner pour que l'électricité circule, et c'est là que l'apport d'énergie mécanique entre en jeu. Les générateurs à grande échelle exploitent une variété de combustibles et de processus naturels pour cette énergie. À chaque rotation du rotor, le flux de courant s’arrête, s’inverse, s’arrête de nouveau et retourne dans le sens aller. Ce type d'électricité est appelé courant alternatif, et le nombre de fois où il change de direction en une seconde est une caractéristique importante.
Types de carburant
Le rotor de la plupart des générateurs est connecté à une turbine et, dans de nombreuses centrales, la turbine est entraînée par la vapeur. Il faut de l'énergie pour chauffer de l'eau afin de produire cette vapeur et cette énergie peut être fournie par des combustibles fossiles tels que le charbon et le gaz naturel, la biomasse ou la fission nucléaire. Le combustible peut également provenir de sources naturelles, telles que l’énergie géothermique - la chaleur naturelle émanant des profondeurs du sol. Les générateurs hydroélectriques sont alimentés par l'énergie d'une cascade. Le premier groupe électrogène hydroélectrique au monde, conçu par Nikola Tesla et construit par George Westinghouse, est situé à Niagara Falls. Il génère environ 4,9 millions de kilowatts d'électricité, soit assez pour 3,8 millions de foyers.
Faire votre propre générateur
C'est très facile de construire un générateur. De nombreux modèles sont possibles, mais l’un des plus faciles est constitué d’une bobine fixe et d’un aimant rotatif. Les fils sont enroulés autour d’un clou recouvert de ruban isolant et l’aimant peut être simple, en forme de fer à cheval. Lorsque vous percez un trou dans la base de l'aimant, insérez un arbre bien ajusté et fixez-le à une perceuse, vous pouvez générer assez d'électricité pour allumer une ampoule simplement en actionnant la perceuse pour faire tourner l'aimant autour de la bobine.