¿Cuándo se inventó el generador solar?
Fue inventado por Faraday en 1831 d.C.
En 1831 d.C., Faraday pasó un cable en un circuito cerrado a través de un campo electromagnético. Cuando el cable giraba, la corriente fluía a través del cable. Faraday aprendió que existía una estrecha relación entre la electricidad y los campos magnéticos y construyó el primer prototipo de dinamo, que consistía en un disco de cobre que giraba en un campo magnético, que producía electricidad. Hasta entonces, toda la electricidad había sido producida por máquinas electrostáticas y baterías, ninguna de las cuales podía producir grandes cantidades de energía. Pero el generador de Faraday finalmente cambió todo.
Un generador incluye un electroimán que puede girar rápidamente entre dos o más campos magnéticos. Cuando los dos campos magnéticos se cruzan, se produce electricidad, que sale del generador mediante cables. Los ingenieros electrónicos obtienen corriente alterna (CA) o corriente continua (CC) según el método de bobinado del cable 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 de transmisión 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 tomó una vez Con grandes esfuerzos a través de investigaciones y experimentos repetidos, finalmente descubrió este principio científico con gran influencia, y estaba convencido de que el uso de este principio definitivamente podría crear un generador que realmente podría generar electricidad.
En el segundo año después de que Faraday descubriera el principio de inducción electromagnética, inspirado por el descubrimiento de Faraday, el francés Pixie aplicó el principio de inducción electromagnética para fabricar el generador original.
El generador de Pixie se coloca cerca de un imán giratorio en forma de U (que gira a través de un volante y engranajes). Dos núcleos de hierro están enrollados con bobinas de alambre para alinearlos por separado. del imán y saque el cable de la bobina. De esta manera, cuando se agita el volante para hacer girar el imán, las líneas del campo magnético cambian, lo que genera una corriente eléctrica en el cable de la bobina.
Desde el dispositivo de este generador podemos saber que 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 una vez. . Para cambiar esta situación y mantener la dirección de la corriente sin cambios, a Pixie se le ocurrió una manera ingeniosa: agregar dos láminas de metal cilíndricas separadas entre sí en el eje de rotación del imán, y dos láminas de metal cilíndricas extraídas por la bobina. Los extremos del alambre están respectivamente en contacto con las dos láminas de metal a través de las láminas de resorte. Además, utilice dos cables para hacer contacto con las dos piezas de metal para extraer la corriente. Este dispositivo, llamado conmutador, todavía se utilizó 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, y el conmutador también gira media vuelta e invierte la dirección, por lo que la dirección de la corriente de salida siempre permanece sin cambios.
El generador inventado por Pixie es el primero del mundo, pero claro que tiene sus carencias. Las áreas que deben mejorarse son: primero, los imanes giratorios no son tan convenientes y flexibles como las bobinas giratorias; segundo, se puede obtener corriente direccional a través del conmutador, 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 la corriente cambiante, de modo que el cambio de intensidad de la corriente de salida pueda controlarse dentro de un cierto rango.
En los más de 30 años transcurridos desde que Pixie inventó el generador, aunque se han realizado mejoras y han surgido algunos inventos nuevos, los resultados han sido modestos y nunca ha sido posible desarrollar un generador que pueda producir tanta corriente como una batería y están disponibles como prácticos generadores.
En 1867, el inventor alemán Werner von Siemens propuso una mejora importante del generador. Creía que en lugar de utilizar imanes (es decir, imanes permanentes) en los generadores, se podrían utilizar electroimanes para mejorar la fuerza magnética y generar una corriente fuerte.
El principio detrás del uso de electroimanes en lugar de imanes permanentes por parte de Siemens para generar electricidad es que el núcleo de hierro del electroimán aún retiene un magnetismo débil cuando no fluye corriente a través de él. Cuando se gira la bobina, este débil magnetismo residual se utiliza para emitir corriente, que luego se devuelve al electroimán para mejorar su fuerza magnética, por lo que el electroimán también puede producir un fuerte magnetismo.
A continuación, Siemens comenzó a investigar generadores de electroimanes. Este nuevo tipo de dinamo se produjo rápidamente y era capaz de producir una poderosa corriente que estaba mucho más allá del alcance de la dinamo Piccolo.
Al mismo tiempo, este tipo de generador es mucho más conveniente que conectar muchas baterías para encenderlo, por lo que se usa ampliamente como generador práctico.
Poco después de la llegada del nuevo generador de Siemens, el físico italiano Pachinuti inventó la armadura del generador de anillos en 1865. Este tipo de armadura utiliza una bobina enrollada sobre un anillo de hierro en lugar de una bobina enrollada sobre una varilla con núcleo de hierro, mejorando así 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 idea original en una revista, pero todavía no fue reconocida por la sociedad.
En 1869, mientras estudiaba electricidad en París, Francia, el erudito belga Gulam vio un artículo publicado por Pachinuti y creyó que este invento tenía sus ventajas. Por lo tanto, lo desarrolló basándose en el diseño de Pachinuti y adoptó los principios del generador de electroimanes de Siemens. En 1870, fabricó un generador con un rendimiento excelente.
En el invento de Pachinuti se realizaron importantes mejoras en la parte conmutadora del generador, de modo que la intensidad de la corriente emitida por el generador cambia muy poco. El generador tipo Gulam fabricado con el diseño de Pachinuti también tiene cambios muy pequeños en la intensidad de la corriente que emite. Esta es una de las manifestaciones del excelente desempeño del generador Ghulam.
El generador de Ghulam tiene un buen rendimiento, por lo que sus ventas son muy amplias. No sólo hizo una fortuna, sino que también era conocido como el "padre de los generadores".
Algunas personas vieron el éxito de la invención del generador por parte de Ghulam y quisieron mejorarlo para crear un generador más avanzado. Entre estas personas se encuentra Atne, un ingeniero que trabaja en 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 se fabrica enrollando alambre de hierro en forma de anillo, intercalando papel entre los anillos para aislarlos y luego agrupando los anillos como un núcleo de hierro, y enrollando la bobina de alambre luego conduce algunos cables de diferentes partes de la bobina al conmutador. La armadura del generador Atne está hecha de muchas placas de hierro redondas y delgadas aisladas con papel y luego superpuestas para formar un núcleo de hierro, y luego se enrolla sobre ella una bobina de alambre. La gente llama a este método "gujuan", que significa forma de tambor. Tras esta mejora, tanto el aspecto como el rendimiento del generador han mejorado mucho respecto al original.
Siemens se hizo cada vez más famosa gracias al invento de Atne. Como resultado, Alemania, con Siemens como núcleo, desarrolló vigorosamente varios generadores, lo que condujo al rápido desarrollo de la industria de la energía eléctrica.
A medida que los generadores crecen, la potencia para hacerlos girar también cambia. Entre ellos, la energía hidráulica es la que más interesa a la gente. Esto se debe a que es más conveniente hacer funcionar grandes generadores utilizando energía hidráulica, no consume combustible y es de bajo costo. Por ello, Siemens ha invertido en trabajos de investigación sobre generación de energía hidroeléctrica.
El aprovechamiento de la energía hidroeléctrica es diferente a la generación de energía hidroeléctrica. La primera debe instalar el generador en un lugar con un flujo rápido de agua, es decir, un lugar con una gran caída del flujo de agua. De este modo, la electricidad debe generarse aguas arriba de montañas y ríos y luego transportarse a ciudades lejanas.
Para transmitir electricidad a largas distancias, se deben construir largas líneas de transmisión. Sin embargo, cuando una fuerte corriente eléctrica pasa por una línea de transmisión, el cable se calentará de esta manera, la energía eléctrica que finalmente se genera se pierde debido al calentamiento del cable en su camino hacia el lugar lejano.
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, engrosar el cable y reducir la resistencia; el otro es aumentar el voltaje y reducir la resistencia pequeña.
La primera medida requiere una gran cantidad de alambres metálicos y existen muchas dificultades para montar alambres muy gruesos, por lo que es difícil de adoptar. En comparación, esta última medida todavía tiene valor práctico. Sin embargo, era difícil aumentar o disminuir el voltaje de la corriente continua utilizada en aquella época. Como resultado, la gente tuvo que empezar a pensar en utilizar corriente alterna cuyo voltaje se pueda cambiar fácilmente.
Parece que es más fácil cambiar el generador DC por un generador AC. Lo principal es quitar el conmutador. Por lo tanto, Atne de Siemens inventó el alternador en 1873. Desde entonces, la investigación sobre alternadores se ha popularizado, dando lugar al rápido desarrollo de este tipo de generador