発電所は、基本的に運動エネルギーを電気エネルギーに変換する巨大な装置である。その核となる仕組みは、交流の項で説明した電磁誘導の原理を利用したタービンと発電機の組み合わせだ。
🏗️ 仕組みの全体像
火力、原子力、水力といった発電所の種類に関わらず、最終的な発電プロセスは共通している。まず、燃料の燃焼（火力・原子力）や水の落下（水力）といった一次エネルギーを利用して、巨大なタービンを高速で回転させる。このタービンの回転運動が、直結された発電機へと伝えられるのだ。
⚡️ 電磁力の発生（誘導起電力）
発電機の内部には、強力な電磁石（界磁）または永久磁石があり、その周りに大量の導線（コイル）が配置されている。タービンが回転すると、この電磁石かコイルのどちらかが回転し、結果としてコイルを貫く磁力線の量（磁束）が絶えず変化する。この磁束の変化こそが、ファラデーの電磁誘導の法則に基づき、コイルの両端に**誘導起電力（電圧）を発生させる、つまり電気を生み出す直接の原因だ。回転が続く限り、電圧の極性が周期的に反転し続けるため、発電されるのは交流（AC）**となる。発生した電力は、効率的な長距離送電のために変圧器で超高電圧に昇圧され、送電網へと送り出される。
A power plant is essentially a massive device that converts kinetic energy into electrical energy. The core mechanism utilizes the principle of electromagnetic induction, as explained in the section on AC, through a combination of a turbine and a generator.
🏗️ Overview of the Mechanism
Regardless of the type of power plant—thermal, nuclear, or hydro—the final power generation process is the same. First, a primary energy source, such as the combustion of fuel (thermal/nuclear) or the falling of water (hydro), is used to rapidly rotate a massive turbine. This rotational motion of the turbine is then transferred to the connected generator.
⚡️ Generation of Electromagnetic Force (Induced Electromotive Force)
Inside the generator, there is a powerful electromagnet (field) or permanent magnet, surrounded by numerous conductor wires (coils). As the turbine rotates, either the electromagnet or the coil rotates, resulting in a continuous change in the magnetic flux (the amount of magnetic field lines passing through the coil) over time. This change in magnetic flux is the direct cause of generating an induced electromotive force (voltage) across the ends of the coil, thereby creating electricity, based on Faraday’s Law of Induction. Since the rotation continues, the polarity of the voltage periodically reverses, and the power generated is Alternating Current (AC). The generated power is then stepped up to ultra-high voltage by a transformer for efficient long-distance transmission and sent out to the power grid.
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