Trong thời đại ngày nay, điện năng là một nhu cầu thiết yếu trong đời sống sinh hoạt hằng ngày. Tuy nhiên, hiệu suất của các nhà máy điện vẫn còn thấp, chưa đáp ứng được tất cả các nhu cầu hằng ngày.
Hình 35. Sơ đồ đơn giản máy phát điện từ thuỷ động lực Rt V I I - + B j
SVTH: Nguyễn Thị Bích Phượng 64 Plasma và ứng dụng của plasma Sơ đồ của nhà máy điện có thể được phát xạ như sau : các nhiên liệu như than, than bùn và dầu hoả được đốt cháy trong buồng đốt của nồi súp – de, nước trong nồi súp – de sôi lên và bốc hơi. Hơi nước với áp suất cao được tạo ra làm quay roto của tua – bin được ghép với máy phát điện. Nên một hiệu điện thế sẽ được sinh ra ở các đầu dây của máy phát điện. Hơi nước được chuyển sang bình ngưng tụ thành nước và được bơm đưa về nồi súp – de một lần nữa. Nhà máy điện nguyên tử cũng làm theo sơ đồ này, nhưng nhiệt dùng để đun nóng nồi súp – de được lấy từ các phản ứng phân chia hạt nhân. Nhưng nhược điểm cơ bản của nhà máy này là hiệu suất rất thấp. Muốn nâng cao hiệu suất, ta phải nâng cao nhiệt độ. Nhưng khi nhiệt độ cao thì độ bền của roto quay tua – bin bị giảm xuống. Do đó, thực tế người ta không thể tăng hiệu suất của nhà máy lên 40%. Đến đây, người ta lại chú ý máy phát từ thuỷ động. Không cần dùng đến tua – bin để quay roto của máy phát điện.
Nếu phóng một dòng plasma với vận tốc v qua một từ trường mạnh B thì sẽ sinh ra một dòng điện I chạy qua plasma và tải bên ngoài R. Dòng điện này xuất hiện trong plasma tương tự như hiện tượng cảm ứng điện từ, khi có một dòng plasma chuyển động ngang qua các đường cảm ứng từ thì giữa hai bản kim loại sẽ xuất hiện một hiệu điện thế. Hoạt động của máy phát điện plasma dựa vào nguyên tắc trên. Nhưng độ dẫn điện của plasma nhỏ hơn nhiều độ dẫn điện kim loại. Vì vậy muốn có dòng điện lớn cần phải cho plasma chuyển động với vận tốc rất lớn trong từ trường. Trong máy phát điện plasma, plasma được tạo ra trong buồng đốt. Khi bị kích thích từ miệng vòi phun của buồng này phóng ra luồng plasma với vận tốc lớn đi ngang qua từ trường. Khi đó, trên hai điện cực xuất hiện một hiệu điện thế và gây ra một dòng điện chạy trong mạch. Các quá trình xảy ra trong máy phát điện plasma được mô tả bằng lý thuyết từ thuỷ động lực.
Để tăng hiệu suất của máy phát điện plasma cần tăng khả năng dẫn điện của plasma bằng cách tăng nhiệt độ dẫn đến tăng mức độ ion hoá. Nhưng nhiệt độ rất cao trong máy phát điện plasma thì các thành buồng và các điện cực sẽ bị nóng
SVTH: Nguyễn Thị Bích Phượng 65 Plasma và ứng dụng của plasma chảy. Mặt khác, ở nhiệt độ 1200 – 1500 thì tính dẫn điện của plasma trở nên rất nhỏ.
Để tiết kiệm năng lượng người ta kết hợp máy phát điện từ thuỷ động và nhà máy nhiệt điện. Plasma sau khi đi qua kênh làm việc của máy phát điện từ thuỷ động lực, vẫn còn có một nhiệt độ (1200 – 1500). Nhiệt lượng này có thể được sử dụng vào việc đun nóng nồi súp – de, hơi nước được sản sinh ra làm quay roto của tua – bin, mà tua – bin được gắn với roto của máy phát điện.