Cand a fost inventat generatorul electric?

Generatorul electric este un dispozitiv care produce curent electric, pornind de la o alta forma de energie si, astazi, este intr-atat de utilizat incat aproape ca ignoram faptul ca, in absenta lui, alimentarea cu electricitate nu ar fi posibila.

Predecesorul generatorului modern a fost conceput la inceputul secolului al XIX-lea, in 1831, de catre Michael Faraday. Cercetator de origine britanica, fizician si chimist care a contribuit substantial la dezvoltarea domeniului electromagnetismului si al electrochimiei, Faraday a descoperit ca, daca se deplaseaza un magnet in jurul unei bucle de cabluri, prin cablurile respective va trece curent electric. El defineste, astfel, pentru prima data, fenomenul inductiei electromagnetice, potrivit caruia un circuit supus unui flux magnetic variabil este sediul unei forte electromotrice. Pe baza constatarilor teoretice (rezultate din nenumarate experimente), Faraday construieste dispozitivul care ii poarta numele – “Discul Faraday” (un disc de cupru rotativ, plasat intre polii unui magnet) – acesta fiind primul generator electromagnetic capabil sa produca un mic curent direct, continuu (DC).

In anul 1832, Hippolyte Pixii, un fabricant de diverse instrumente, din Paris, cunoscand cercetarile lui Faraday, construieste primul generator electromagnetic, format dintr-o manivela care rotea un magnet langa o bobina infasurata pe un ax de fier, producand, in felul acesta, un curent alternativ. Mai tarziu, la sugestia lui Andre Marie Ampere, prin adaugarea unui comutator, Pixii a oferit solutia pentru a transforma curentul alternativ in curent continuu (comutatorul avand rolul de a inversa curentul dintr-un motor electric sau dintr-un generator). Din nefericire, ambele inventii (generatorul si comutatorul) aveau o mare problema – induceau varfuri de curent electric, urmate de o lipsa completa de electricitate. Antonio Pacinotti, un profesor de fizica de origine italiana, a remediat aceasta problema prin inlocuirea bobinei rotative cu una de tip toroidal (forma/suprafata obtinuta prin rotirea unui cerc in jurul unei axe care nu trece prin centrul cercului), ducand la omogenizarea fluxului de curent electric.

Cativa ani mai tarziu, francezul Zenobe Gramme, in 1870, “reinventeaza” generatorul, prin folosirea unei armaturi concentrice, in jurul careia era infasurata o bobina, dispozitivul ajungand sa fie cunoscut sub numele de “dinamul Gramme”. Punerea la punct a unui dinam a condus si la descoperirea principiului de functionare a motorului electric. S-a constatat, astfel, ca un generator poate fi “inversat” pentru a fi folosit pe post de motor electric, asa cum si motorul putea fi inversat pentru a deveni generator. Un generator este, prin urmare, un aranjament mecanic, facut pentru conducerea curentului electric catre un circuit, cu scopul de a activa diferite alte aparate care au nevoie de electricitate.

Ansamblul, in orice varianta, contine, obligatoriu, o bobina, care poarta numele de armatura sau rotor, in timp ce partile componente statice formeaza statorul. Rotorul este declansat de catre un “mobil primar”, care poate fi un motor, o turbina cu aburi sau cu apa sau orice alt mediu capabil sa produca energie, cuplat la arborele rotorului. Termenul de dinam este folosit, in special, in cazul generatoarelor de tip DC (curent continuu), in timp ce, in cazul curentului alternativ, acesta poarta numele de alternator. Majoritatea alternatoarelor produc curent alternativ polifazic, un tip complex de curent, care asigura un flux mult mai omogen decat in cazul curentului continuu.

Prima transmisie comerciala de electricitate a fost realizata de catre Thomas Edison (fondator al companiei General Electric), spre sfarsitul secolului al XIX-lea, folosind curentul direct, continuu. In prezent, insa, deoarece folosirea curentului alternativ reprezinta o varianta mult mai convenabila decat folosirea curentului continuu, pentru distributia si transmisia puterii electrice, aproape toate transmisiile folosesc curentul alternativ.

De-a lungul timpului au fost incercate foarte multe scheme in vederea construirii unui generator electric performant, majoritatea implicand folosirea unor magneti permanenti, care sa creeze campul magnetic necesar. Ampere si Pixii au realizat astfel de modele inca din anii 1832, dar H. Wilde este cel care construieste primul generator comercial – “Alliance” – in anul 1866, pentru alimentarea lampilor destinate iluminatului interioarelor. Dintre toate incercarile de la vremea respectiva, remarcabila ramane cea a fabricantului de instrumente, E.M. Clarke, din  Londra, care foloseste curentul galvanic, obtinut de la un generator foarte fiabil, pentru tratarea diferitelor afectiuni. Inventatorul german Ernst Werner Siemens, in anii 1870, perfectioneaza dinamul, un generator care folosea curentul continuu, pentru a elimina, in felul acesta, magnetii permanenti.

Utilizarea curentului electric ia amploare la sfarsitul secolului al XIX-lea si, odata cu aceasta tendinta, se intensifica si “razboiul” dintre curentul continuu si curentul alternativ, cu atat mai mult cu cat mari specialisti si inventatori ai epocii se intrec in a-si breveta si comercializa realizarile. Lampile cu arc ajunsesera foarte populare la sfarsitul anilor 1880, dar erau greu de intretinut. Acelasi exceptional inventator american, Thomas Alva Edison, gaseste solutia mult mai practica – becul cu incandescenta –  dar proiecteaza si majoritatea elementelor periferice, a cablurilor subterane si supraterane, a sigurantelor, a comutatoarelor, prizelor si aparatelor de masurare a curentului electric. Chiar daca, initial, Edison era sustinatorul curentului continuu, dupa ce George Westinghouse si Nicolae Tesla promoveaza, mult mai eficientul curent alternativ, Edison isi schimba si el parerea. Pana la sfarsitul anilor 1880, Edison reuseste instalarea a peste 152 de generatoare care aveau capacitatea de a alimenta peste 5000 de lampi, din 225 de case. Pana la finalul anului 1895, electricitatea era disponibila si in garile si institutiile din marile orase comerciale.

Astazi, generatoarele de energie sunt din ce in ce mai utilizate, atat de catre consumatorii casnici, cat si in sectorul industrial, deoarece asigura o sursa de energie independenta, si acest trend a dus si la ameliorarea aparatelor, de-a lungul anilor. Generatoarele sunt dotate cu panouri de control, cu butoane de pornire si oprire automata si cu diverse alte componente de securitate.