Hvernig er hreyfiorku breytt í raforku?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig er hreyfiorku breytt í raforku?
Orka hlutar er hæfileiki hans til að framkvæma vinnu. Raforka er sú orka sem flutt er með rafstraumi, þar sem rafstraumur er færsla rafhlaðinna agna.

Við notum raforku mikið í daglegu lífi. Umhverfið er lýst upp með rafljósum, við notum alls kyns raftæki eins og tölvur, síma og heimilistæki, og þeir sem hafa ekki aðgang að nægu heitu vatni nota gjarnan rafmagn til þess að kynda húsnæði sitt, svo eitthvað sé nefnt. Hins vegar er raforka sjaldgæf í náttúrunni og því þarf að breyta öðrum orkugjöfum í raforku til þess að við getum nýtt hana. Þessi umbreyting er mjög mikilvæg bæði hvað varðar orkunotkun og orkugeymslu.

Hreyfiorka er oft notuð í raforkuframleiðslu, til dæmis í vindmyllum og í vatnsaflsvirkjunum. Í vindmyllum snýr vindurinn spöðum og breytir þá stöðuorku spaðanna í hreyfiorku. Í vatnsaflsvirkjunum er fallhæð notuð til þess að flæðandi vatn geti snúið hverflum (túrbínum) sem fá þá hreyfiorku. Þessari hreyfiorku er síðan breytt í raforku.

Inni í vind- og vatnshverflum er rafall sem umbreytir hreyfiorku í raforku. Í stuttu máli þá breytir rafall hreyfiorku í raforku með því að hreyfa leiðara í gegnum segulsvið. Hverfillinn er tengdur við rafalinn með skafti. Til eru ýmsar gerðir af rafölum, en algeng gerð er riðstraumsrafall, sem samanstendur af spólu sem vafin er úr vír og umkringd segli sem myndar stöðugt segulsvið. Myndin hér fyrir neðan útskýrir uppsetninguna betur.

Rafallinn er tengdur hverflinum með skafti. Þetta skaft er tengt í snúningsás hverfilsins og þegar hverfillinn snýst, þá snýst skaftið um leið og þá einnig spólan sem fest er við skaftið. Þegar spólan snýst spanast spenna í henni og rafstraumur rennur um hana. Þannig breytir rafallinn hreyfiorkunni sem felst í snúningi túrbínunnar í raforku. Nánar er fjallað um hvernig rafalar virka í svari Jóns Tómasar Guðmundssonar við spurningunni: Er hægt að framleiða rafmagn úr segli og ef svo er þá hvernig?

Rafalar veita nánast allt rafmagn í raforkukerfinu, en ýmsir orkugjafar eru nýttir til þess að snúa hverflum, meðal annars vindur, vatn og gufa sem myndast við bruna á kolum eða öðru eldsneyti. Rafmagnið sem rafallinn framleiðir flæðir síðan um háspennulínur sem veita raforku frá virkjunum inn á flutningskerfið og loks til neytenda.

Myndir:

• Fenton Wind Farm - Wikipedia, the free encyclopedia. (Sótt 20. 12. 2016).
• The Energy Story - Chapter 6: Turbines, Generators and Power Plants. Texti íslenskaður af ritstjórn Vísindavefsins. (Sótt 20. 12. 2016).

...