Kto vynašiel Dynamo - Vynálezca vynálezov Dynama
Už ste sa niekedy čudovali kto vynašiel dynamo? Kto vyrobil také zariadenie na výrobu elektriny? Poďme spolu zistiť, kto je vynálezcom dynama a ako tento vynález funguje.
Dynamo je elektrický generátor, ktorý vyrába jednosmerný prúd pomocou prepínača. Dynamá boli prvými elektrickými generátormi schopnými dodávať priemyselnú energiu a základom, na ktorom je založených mnoho ďalších zariadení na premenu elektrickej energie, vrátane elektrického motora, alternátora a rotačného meniča. Dynamo využíva rotujúce drôtové cievky a magnetické polia na premenu mechanickej rotácie na impulzy jednosmerného prúdu podľa Faradayovho zákona indukcie.
História dynama
Prvý elektrický generátor vynašiel Michael Faraday v roku 1831, medený disk rotujúci medzi pólmi magnetu. Toto nebolo dynamo, pretože nepoužilo prepínač. Faradayov disk však generoval veľmi nízke napätie, pretože mal jedinú cestu prúdu cez magnetické pole. Faraday a ďalší sa dozvedeli, že vyššie a užitočnejšie napätie je možné dosiahnuť niekoľkonásobným otočením drôtu na cievke. Vinutia mohli produkovať ľubovoľné požadované napätie zmenou počtu závitov, takže sa stali dôležitou vlastnosťou vo všetkých nasledujúcich modeloch generátorov, čo si vyžadovalo vynález spínača na výrobu jednosmerného prúdu.
V roku 1827 začal Maďar Anyos Jedlik experimentovať s rotujúcimi elektromagnetickými zariadeniami, ktoré nazval elektromagnetické samohybné brúsky. Vo svojom prototype jednopólového elektrického štartéra boli stacionárne a rotujúce časti elektromagnetické. Jedlik sformuloval koncept dynama asi šesť rokov pred spoločnosťami Siemens a Wheatstone, ale patentovať si ho nenechal, pretože si myslel, že to nebol prvý. Jeho dynamo používalo na vytvorenie magnetického poľa okolo rotora namiesto permanentných magnetov dva protiľahlé elektromagnety. Zároveň objavil princíp samobudenia dynama.
Prvé dynamo založené na Faradayových princípoch zostrojil v roku 1832 francúzsky výrobca nástrojov Hippolyte Pixii. Použil permanentný magnet, ktorý sa otáčal kľukou. Otočný magnet bol umiestnený tak, aby jeho póly prechádzali kusom železa zabaleným v izolovanom drôte. Pixii si všimol, že rotujúci magnet produkoval impulz prúdu v drôte zakaždým, keď pól prešiel cez cievku. Severný a južný pól magnetu však indukovali prúd v opačných smeroch. Na premenu striedavého prúdu na jednosmerný vynašiel Pixii spínač, kovový valec rozdelený hriadeľom, s dvoma pružnými kovovými kontaktmi, ktoré stláčali valec.
Tieto prvé modely mali problém: elektrická energia, ktorú vyrábali, pozostávala zo série prúdových impulzov oddelených navzájom od seba nedostatkom prúdu, čo malo za následok nízku energetickú účinnosť, a výrobcovia elektrických generátorov v tom čase nemali plne pochopil vážne negatívne účinky vzduchových medzier v magnetickom obvode. Antonio Pacinotti, taliansky profesor fyziky, vyriešil tento problém okolo roku 1860 nahradením dvojpólovej axiálnej cievky viacpólovou toroidnou, ktorú vytvoril nepretržitým vinutím železného krúžku pripojeného k drôtu. prepínač na niekoľkých miestach rovnako vzdialených od krúžku, pričom prepínač je rozdelený do niekoľkých segmentov. To znamenalo, že časť cievky prechádzala kontinuálne okolo magnetov, čím sa „vyhladil“ prúd.
Prvé praktické modely dynama oznámili nezávisle a súčasne Dr. Werner Siemens a Charles Wheatstone. 17. januára 1867 spoločnosť Siemens predstavila berlínskej akadémii „dynamoelektrický stroj“ (prvé použitie tohto výrazu), ktorý na vytvorenie statického poľa používal skôr elektromagnetické cievky s vlastným napájaním ako permanentné magnety. V ten istý deň, keď bol tento vynález predstavený Kráľovskej spoločnosti, napísal Charles Wheatstone dokument popisujúci podobný model s tým rozdielom, že model Siemens, statické elektromagnety boli zapojené do série s rotorom, a Wheatstoneov model boli paralelné. Použitie elektromagnetov na úkor permanentných magnetov výrazne zvýšilo energetickú účinnosť dynama a po prvýkrát umožnilo generovanie vysokého výkonu. Tento vynález viedol priamo k prvému významnému priemyselnému použitiu elektriny. Napríklad v 70. rokoch 18. storočia Siemens používal elektromagnetické dynamá na napájanie elektrických oblúkových pecí na výrobu kovov alebo iných materiálov.
Zenobe Gramme znovuobjavil Pacinottiho model v roku 1871, keď navrhol prvé komerčné elektrárne prevádzkované v Paríži v 70. rokoch 18. Ďalšou výhodou Grammeovho modelu bola lepšia cesta pre magnetický tok vyplnením priestoru obsadeného magnetickým poľom ťažkými jadrami. žehlička a minimalizácia vzduchových medzier medzi stacionárnymi a rotujúcimi časťami. Gramovo dynamo bolo prvým strojom, ktorý generoval komerčné množstvá energie pre priemysel. Na Grammeovom prstenci boli urobené ďalšie vylepšenia, ale základná koncepcia nekonečnej rotujúcej drôtenej slučky zostala srdcom celej modernej dynamiky.
Charles F. Brush zhromaždil svoje prvé dynamo v lete 1876 pomocou konského mlyna na jeho napájanie a patent dostal 24. apríla 1877. Kefa začala so základným modelom spoločnosti Gramme, kde bol drôt po stranách a vo vnútri krúžok bol mimo pole pôsobenia a zadržiavalo sa príliš veľa tepla. Na vylepšenie modelu mala armatúra prstenca tvar disku skôr ako valec a elektromagnety v poli boli umiestnené po stranách disku a nie po celom obvode. Bolo niekoľko štyroch elektromagnetov, dva so severným pólom a dva s južným pólom, rovnaké póly boli oproti sebe, na každej strane armatúry. V roku 1881 bola údajne jedna z dynastií spoločnosti Brush Electric Company dlhá 226 centimetrov, široká 71 centimetrov a vysoká 91,5 centimetra, vážila asi 2 777 kilogramov a pracovala pri rýchlosti asi 700 otáčok za minútu. Bolo považované za najväčšie dynamo na svete v tom čase. Toto dynamo poháňalo 40 oblúkových svetiel a na svoju činnosť potrebovalo výkon 36 koní.
Dynama sa stále používajú v aplikáciách, ktoré používajú nízke napätie, presnejšie tam, kde je potrebný nízkonapäťový jednosmerný prúd, kde je alternátor s polovodičovým usmerňovačom neefektívny. Ručne ovládané dynamá sa používajú v hodinových rádioprijímačoch, ručne napájaných baterkách, nabíjačkách mobilných telefónov a iných ručne poháňaných zariadeniach používaných na dobíjanie batérií. Azda najpopulárnejším dynamom, ktoré sa stále používa, je dynamo na bicykli, ktoré napája predné svetlomety a zarážku bicykla, pričom dynamo sa ovláda pohybom kolies bicykla.
Teraz viete, kto vynašiel dynamo a ako tento vynález funguje. Dúfame, že tento článok uspokojil vašu túžbu po vedomostiach a obohatil vaše vedomosti.
Článok napísaný v kategórii Technológia
Zobraziť ďalšie články v tejto kategórii: