Er hægt að framleiða rafmagn úr segli og ef svo er þá hvernig?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Er hægt að framleiða rafmagn úr segli og ef svo er þá hvernig?
Sísegull er gerður úr segulefni, nánar tiltekið járnseglandi efni. Umhverfis segul er segulsvið. Myndin hér að neðan sýnir sísegul og dreifingu segulsviðslína umhverfis hann.

Dreifing segulsviðslína umhverfis sísegul

Þegar rafstraumur fer um vír myndast segulsvið umhverfis hann. Rafsegull er myndaður með því að vefja spólu úr vír. Þegar straumur er settur á spóluna myndast segulsvið umhverfis hana. Styrkur segulsviðsins ræðst af styrk straumsins og fjölda vafninga í spólunni. Segull getur þannig verið annaðhvort rafsegull eða sísegull eða jafnvel hvorttveggja í senn ef spólu er til dæmis vafið um kjarna úr járni.

Skoðum nú hvað gerist í segulsviðinu. Gerum ráð fyrir að málmstöng sé dregin með tilteknum hraða í einsleitu segulsviði. Ef stöngin er dregin með föstum hraða og höfð hornrétt á segulsviðið, þá finna rafeindir málmsins fyrir segulkrafti. Ef leiðari er tengdur við sinn hvorn enda stangarinnar þá streyma rafeindir um stöngina undir þessum krafti og spennumunur myndast á milli enda stangarinnar. Spennumunurinn er í réttu hlutfalli við segulsviðsstyrkinn og hraða stangarinnar. Þetta nefnist span (induction) og má nota það til að framleiða rafstraum í grennd við segul eða í segulsviði.

Þegar segulsviðslínur umhverfis segul hreyfast eða breytast á einhvern hátt myndast rafsvið, nefnt spanað rafsvið. Þegar sísegull er hreyfður í nágrenni spólu rennur því straumur í spólunni. Þetta gerist þá og því aðeins að segullinn sé á hreyfingu miðað við spóluna. Þetta þýðir að hreyfa má hvort heldur sem er segulinn eða spóluna til að framkalla afstæða hreyfingu. Stefna straumsins ræðst af stefnu afstæðu hreyfingarinnar. Því hraðari sem hreyfingin er þeim mun meiri er straumurinn. Straumurinn eykst einnig með auknum styrk segulsviðsins.

Þegar spólu er snúið í segulsviði spanast spenna í spólunni í réttu hlutfalli við breytinguna í segulflæðinu gegnum spóluna

Þetta er almennt notað til rafmagnsframleiðslu. Veituspennan er gjarnan riðspenna. Til að framleiða riðspennu er spólu snúið í einsleitu segulsviði. Þegar spólunni er snúið breytist afstaða spólunnar og segulsviðsins stöðugt og spenna spanast í spólunni, eins og sést á myndinni hér fyrir ofan. Segulflæði um spóluna ræðst af horninu á milli spólunnar og segulflæðisins. Þegar slétta eða plan spólunnar er samsíða segulflæðinu er ekkert segulflæði um spóluna, eins og sjá má á myndinni vinstra megin. Þegar spólunni er snúið eykst segulflæðið þar til spólan er hornrétt á segulflæðið þar sem segulflæðið um spóluna er hámarkað. Sem sagt, þegar spólunni er snúið í segulsviðinu spanast spenna í spólunni í réttu hlutfalli við breytinguna í segulflæðinu.

Í riðstraumsrafal er spólu snúið í stöðugu segulsviði. Spólan er þá kölluð snúður eða snúðvöf. Í raun er vöfum spólunnar dreift í raufar á innra yfirborði snúðsins. Segulsviðið er þá oftast framkallað með rafsegli fremur en sísegli. Í sumum rafölum er vöfum spólunnar haldið föstum og segulsviðinu er snúið eins og sjá má á myndinni hér að neðan.

Í sumum rafölum er vöfum spólu haldið föstum en segulsviðinu er snúið

Hér er verið að breyta hreyfiorku spólu eða seguls í raforku. Hreyfiorkan getur komið frá fallorku vatns sem þá snýr hverfli vatnsaflsvirkjunar, og þar með segli eða spólu í rafala. Einnig getur hreyfiorkan til dæmis komið frá bílvél eða frá hreyfingu hjólreiðamanns sem er með rafal (dýnamó) á hjólinu til að framleiða ljós....