Великие физики

Генератор – это устройство, которое производит какой-либо продукт (например, ацетиленовый генератор, парогенератор), вырабатывает электроэнергию (электрогенератор, динамо-машина) или преобразует различные виды энергии.

Электрический генератор – это машина, которая преобразует различные виды энергии (механическую, тепловую, химическую) в электрическую энергию.

Первый электрический генератор был построен ещё в 1932 году в Париже братьями Пиксии. Этот генератор был крайне неудобен в эксплуатации, так как нужно было вращать тяжёлый постоянный магнит вблизи двух проволочных катушек, укреплённых у его полюсов. Впоследствии для увеличения мощности электрогенераторов количество постоянных магнитов и катушек увеличивалось. Это был первый этап развития электромагнитных генераторов, когда для получения электромагнитного поля применяли постоянные магниты.

Второй этап начался с 1851 года, когда вместо постоянных магнитов стали применять электромагниты, обмотка которых работала за счет питания от отдельного генератора тока с постоянными магнитами. Таков был принцип работы генератора, созданного Г. Уальдом в 1863 году. Во время работы этой машины выяснилось, что генератор способен поддерживать работу собственных магнитов, питая их током, помимо основного снабжения электроэнергией потребителя. Сердечники электромагнита даже после выключения тока сохраняли остаточный магнетизм, поэтому даже запущенный из состояния покоя генератор способен давать ток. На основании этого вывода в 1870 г. З. Грамм создал генератор, широко применяемый в промышленности.

Прежде чем была выявлена связь между магнетизмом и электричеством, применялись электростатические генераторы. Использовались наэлектризованные ремни, диски, пластины для перемещения электрических зарядов между электродами. Заряд производился за счет электростатической индукции либо из-за взаимодействия двух диэлектриков. Недостатком таких генераторов была низкая эффективность – при высоком напряжении производился маленький ток, поэтому широко в промышленности они не применялись.

Принцип работы электромагнитного генератора, открытый М. Фарадеем в 1832 г., заключался в образовании разницы потенциалов на концах проводника, двигающегося перпендикулярно магнитному полю. В первом электромагнитном генераторе использовался медный диск, который вращался между полюсами подковообразного магнита. Результатом работы такого генератора был сильный ток и невысокое постоянное напряжение. Несовершенство конструкции было в том, что происходило самозамыкание в участках диска, которые находились вне магнитного поля. Этот ток был паразитирующим, он снижал мощность машины, медный диск нагревался. В усовершенствованной конструкции униполярного генератора вокруг диска были расположены маленькие магниты для создания равномерного поля и движения тока в одном направлении. Другим недостатком было низкое выходное напряжение из-за только одного витка вокруг магнитного потока. Экспериментально было выявлено, что для получения высокого напряжения необходимо большое количество витков провода в обмотке