Isi
Menghasilkan sesuatu berarti membuatnya dari bahan-bahan lain.Anda dapat menghasilkan cerita pendek menggunakan potongan-potongan ide tentang dunia di sekitar Anda; orang menghasilkan rencana untuk kehidupan mereka berdasarkan informasi yang mereka kumpulkan dari berbagai sumber.
Generator, dalam bahasa sehari-hari, adalah entitas yang mampu menghasilkan daya, biasanya listrik, untuk usaha manusia. Karena daya dan energi, sayangnya, tidak dapat diciptakan dari ketiadaan, generator itu sendiri harus ditenagai oleh sumber eksternal, energi yang kemudian disalurkan ke listrik yang dapat digunakan. Jika Anda pernah menghabiskan waktu berkemah di kabin yang dimiliki oleh orang-orang yang dipersiapkan dengan baik, Anda mungkin akrab dengan konsep generator bertenaga gas. Saat ini, berbagai jenis generator ada, tetapi semuanya bergantung pada prinsip kerja generator fisik dasar yang sama.
Menghasilkan Listrik
Pada tahun 1831, fisikawan Michael Faraday menemukan bahwa ketika sebuah magnet dipindahkan di dalam gulungan kawat, elektron "mengalir" di dalam kawat, dengan gerakan ini disebut arus listrik. Generator adalah mesin apa pun yang mengubah energi menjadi arus listrik, tetapi terlepas dari sumber energi ini - baik batu bara, hidro atau tenaga angin - alasan utama arus listrik dihasilkan adalah melalui gerakan di dalam medan magnet.
Dalam semua kemungkinan, Anda telah melihat magnet beraksi dalam beberapa cara - mungkin magnet kecil, persegi panjang yang digunakan dalam pengaturan rumah dan kantor untuk menempelkan item yang menarik bagi lemari es. Jenis khusus magnet berbentuk silinder, yang disebut elektromagnet, ditempatkan di sekitar serangkaian gulungan kawat konduksi (seperti kawat tembaga) yang dililitkan di sekitar poros tengah. Masing-masing dari banyak kumparan ini, kemudian, seperti cincin yang mengelilingi poros dan berorientasi pada sudut kanan poros poros, sangat mirip dengan hubungan ban dengan poros yang menahannya. Ketika poros yang terhubung ke kabel berputar, arus dihasilkan, karena elektromagnet silinder di luar kabel tidak berputar bersama dengan mereka, sehingga membentuk gerakan relatif antara medan magnet dan muatan di dalam kawat konduksi.
Hal yang sama akan terjadi jika sumber medan magnet bergerak di sekitar kawat atau kabel stasioner. Tidak masalah yang bergerak, magnet atau kawat (atau keduanya), selama ada relatif, gerakan yang sedang berlangsung di antara mereka.
Generator Listrik: Mengapa?
Mengapa pembangkit listrik yang berkelanjutan selalu menjadi perhatian? Mengapa Anda tahu bahwa hidup Anda akan terganggu dan mungkin terganggu jika "kekuatan padam" selama lebih dari satu hari atau lebih? Jawaban sederhananya adalah bahwa, sementara manusia dapat menyimpan bahan bakar fosil dalam jumlah yang sangat besar seperti gas alam dan minyak untuk digunakan dalam keadaan darurat, tidak ada cara yang baik untuk menyimpan listrik dalam jumlah besar. Anda kemungkinan besar memiliki versi upaya terbaik manusia untuk menyimpan listrik dalam jangkauan, yaitu baterai. Tetapi sementara baterai, seperti segala hal lainnya di dunia teknologi, telah tumbuh lebih kuat dan lebih tahan lama dari waktu ke waktu, mereka sangat terbatas dalam hal kapasitas mereka untuk mempertahankan jenis output tegangan besar yang diperlukan untuk memberi daya ke seluruh kota dan ekonomi modern.
Karena tidak ada cara yang dapat diandalkan untuk menyimpan listrik, di dunia modern, harus selalu ada cara untuk menghasilkannya dari bahan baku. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar bisnis, tergantung pada sifatnya, memiliki generator cadangan jika pasokan kota sekitar terganggu. Sementara toko kartu bisbol kehilangan daya selama satu jam mungkin tidak menjadi bencana, pertimbangkan efek di unit perawatan intensif rumah sakit di mana mesin bertenaga listrik benar-benar menjaga orang hidup melalui pernapasan untuk mereka dan fungsi vital lainnya.
Fisika Listrik
Gambar dua magnet besar berbentuk kubus ditempatkan satu meter terpisah, satu dengan kutub selatannya menghadap kutub utara yang lain dan dengan demikian menciptakan medan magnet aditif yang kuat di antara mereka. Medan ini menunjuk ke arah kutub utara dan, dan jika ujung magnet benar-benar vertikal dalam kaitannya dengan lantai, arah medan magnet sejajar dengan lantai, seperti tumpukan karpet yang tak terlihat. Jika sebuah kawat penghantar yang berdiri tegak digerakkan melalui ruang di antara magnet dan tetap tepat 0,5 meter dari masing-masing, gerakan kawat itu tegak lurus terhadap medan magnet dan arus dihasilkan di sepanjang kawat. Medan magnet, gerakan kawat dan arah arus (dan kawat) dengan demikian saling tegak lurus.
Hal penting yang dapat diambil dari hal ini adalah bahwa pengaturan kawat-magnet ini diatur dengan sempurna untuk menghasilkan pasokan listrik yang stabil selama poros pusat terus berputar, menggerakkan kabel-kabel yang melingkar di dalam magnet silinder sedemikian rupa untuk memastikan suatu kekuatan aliran arus melalui kabel dan ke mesin eksternal, rumah atau seluruh jaringan listrik. Kuncinya di sini, tentu saja, adalah menyediakan kekuatan untuk poros berputar. Insinyur telah menghasilkan berbagai jenis generator yang memanfaatkan sumber daya yang berbeda.
Jenis-jenis Generator
Generator listrik dapat dibagi menjadi generator termal, yang memanfaatkan panas untuk menghasilkan listrik, dan generator kinetik, yang memanfaatkan energi gerak untuk menghasilkan listrik. (Perhatikan bahwa panas, kerja, dan energi semuanya memiliki satuan yang sama - biasanya joule atau kelipatannya, tetapi kadang-kadang kalori, erg, atau satuan termal Inggris. Daya adalah energi per satuan waktu dan biasanya dalam watt atau daya kuda.)
Generator termal: Generator bahan bakar fosil adalah standar industri dan ditenagai oleh pembakaran batu bara, minyak bumi (minyak) atau gas alam. Bahan bakar ini berlimpah tetapi terbatas, dan mereka menciptakan sejumlah masalah lingkungan dan kesehatan yang mendorong manusia untuk mencari alternatif. Kogenerasi melibatkan pemipaan uap limbah dari pabrik-pabrik semacam ini kepada pelanggan yang menggunakan uap untuk generator mereka yang lebih kecil. Daya nuklir adalah pemanfaatan energi yang dilepaskan selama fisi nuklir, proses "bersih" tapi kontroversial. Gas alam generator menghasilkan listrik tanpa menghasilkan uap dan dapat dikombinasikan dengan pembangkit uap. Biomassa tanaman, di mana barang-barang non-tradisional digunakan sebagai bahan bakar (seperti kayu atau bahan tanaman), telah mendapatkan momentum di awal abad ke-21.
Kinetis generator: Dua jenis utama generator listrik kinetik adalah pembangkit listrik tenaga air dan tenaga angin (atau turbin angin). Pembangkit listrik tenaga air mengandalkan aliran air untuk memutar poros di dalam generator. Karena hanya sedikit sungai yang mengalir sepanjang tahun dengan laju yang stabil, sebagian besar dari fasilitas ini melibatkan danau buatan yang dibuat oleh bendungan (seperti Danau Mead di selatan Nevada dan Arizona utara, yang dibentuk oleh Hoover Dam) sehingga aliran melintasi turbin dapat dimanipulasi secara artifisial sesuai dengan kebutuhan daerah. Tenaga angin memiliki keuntungan tidak mengganggu tanah dan satwa liar setempat dengan cara yang sama seperti danau buatan, tetapi udara jauh lebih efisien daripada air dalam menghasilkan daya, dan juga membawa masalah tingkat dan kecepatan angin yang berbeda-beda. Sementara "pertanian kincir angin" dapat melibatkan sejumlah turbin yang dihubungkan bersama untuk menciptakan tingkat daya tertentu, tenaga angin yang cukup untuk menyediakan listrik bagi masyarakat yang cukup besar belum layak pada 2018.