ما وظيفة المولد الكهربائي من الأسئلة الشائعة بين طلاب العلوم؟ في الحقيقة الكثير من المصطلحات والمفاهيم العلمية مخفية وراء إجابة هذا السؤال ، تاريخ طويل من التجارب والدراسات العلمية ، وفي هذا المقال سنشرح كل شيء عن هذا الموضوع.
ما هي وظيفة المولد الكهربائي؟
وظيفة المولد الكهربائي هي تحويل الطاقة لـ كهرباء ، وقد اخترع العالم البريطاني مايكل فاراداي أول مولد كهرومغناطيسي في عام 1831. يمكن للمولدات أن تولد تيارًا كهربيًا مباشرًا وهذا النوع من المولدات يسمى دينامو أو يمكنه توليد تيار كهربائي متناوب ، وهذا التيار المتردد هو الأكثر إنه الأرخص والأكثر كفاءة ، ويمكننا تعريف المولد الكهربائي بأنه جهاز يؤدي طاقة الحركة ، أي الطاقة الميكانيكية ، لـ طاقة كهربائية لاستخدامها في دائرة خارجية ، ويتضمن مصادر الطاقة الميكانيكية لتوليد الكهرباء:
- توربينات البخار: توفر هذه التوربينات حركة المولد الكهربائي ببخار مضغوط ودرجة حرارة عالية.
- التوربينات الغازية: توفر هذه التوربينات طاقة ميكانيكية عبر حرق بعض أنواع الغاز الطبيعي.
- التوربينات المائية: الأماكن التي توفر فيها هذه التوربينات حركة ميكانيكية للمولد عبر ضغط المياه في السدود أو الشلالات العالية.
- محركات الاحتراق الداخلي: توفر هذه المحركات الحركة للمولد عبر احتراق بعض أنواع الوقود.
مبدأ عمل المولد الكهربائي
تعمل المولدات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، حيث يتم تدوير ملف موصل بين أقطاب مغناطيس مثل ملف نحاسي ملفوف بإحكام على قلب معدني ، ثم تتفاعل المغناطيسية مع الإلكترونات في الموصل ، مما يحفز تدفق التيار الكهربائي فيه ، لأن كل هذا هو فاراداي. يحدث كماًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي ، عندما يتحرك موصل في مجال مغناطيسي ، فإنه يخلق قوة حركة كهربائية تنتج تيارًا كهربائيًا يعيش عبر الموصل.
أنواع المولدات الكهربائية
تصنف المولدات حسب نوعية التيار المنتج في هذه المولدات وتصنف على النحو التالي:
- مولدات التيار المتردد: ويتم استعمال هذه المولدات لأنها لا تحتاج لـ صيانة كثيرة جدا ، وأبعاد المولد صغيرة نسبيًا ، والخسائر الميكانيكية أقل نسبيًا من الأنواع المختلفة ، وقواطع الدائرة لهذه المولدات أصغر نسبيًا.
- مولدات التيار المستمر: حيث يوجد مولد التيار المستمر في كثير من الأحيان في تطبيقات خارج الشبكة ، توفر هذه المولدات إمدادًا غير متقطع مباشرة لأجهزة التخزين الكهربائية وشبكات طاقة التيار المستمر بدون معدات ثانوية.
مكونات المولد
يعد المولد ضروريًا لتحويل الطاقة الميكانيكية لـ كهرباء ، وبسبب الاستخدامات المتعددة للطاقة الكهربائية والطاقة ، فهو جزء أساسي من الكثير من الأنظمة من حولنا ، وهنا بعض أهم مكونات المولدات:
- ملفات الحقول: إنه جهاز يولد تدفقًا مغناطيسيًا عند تعرضه للجهد ويتكون من ملفات موصلة متعددة تعمل جميعها معًا عند تلقي مصدر جهد ، وهي عملية تسمى الإثارة الكهربائية.
- ملفات الإنتاج (بالإنجليزية: حديد التسليح): تعد ملفات المولد هي المصدر النهائي لجهد خرج المولد حيث يتكون كل منها من لفات الأسلاك الكهربائية التي يمكن أن تحمل الجهد المتولد داخلها.
- القوة الدافعة: إنه نوع التوربينات المستخدمة لتشغيل مولد التيار المتردد ويمكن أن تتكون من توربين غازي أو بخار أو هيدروليكي أو هوائي.
- الدوار: الدوار هو مكون الدوار الرئيسي للمولد حيث يتم تشغيله بواسطة المحرك الرئيسي ويمكن أن يكون الدوار أو المحرك أو المجال حسب التصميم العام للنظام.
- الجزء الثابت: إنه عنصر التصميم الثابت للنظام حيث يعمل مع الدوار ويمكن أن يكون مجالًا أو عضوًا عضويًا مثل الدوار نفسه.
- حلقات الانزلاق: الحلقات الانزلاقية هي موصلات كهربائية خاصة تسهل نقل الطاقة من وإلى الدوار ، والحلقة الانزلاقية المفردة عبارة عن موصل دائري متصل بملفات العضو الدوار ولكنه معزول عن العمود.
- محامل رمح: يربط العمود المحرك الرئيسي بباقي أجزاء المولد حيث يتم وضع سلسلة من المحامل بدقة لتكوين الحركة النسبية للأجزاء المتحركة من النظام ، وهذا يساعد على تقليل الاحتكاك.
نتيجة لذلك ، تعلمنا وظيفة المولد الكهربائي وعرفنا أنه جهاز يستخدم لتوليد الكهرباء من الحركة الميكانيكية ، وكذلك أجزاء وأنواع المولدات الكهربائية.
المراجع
openei.org ، 10/11/2020
electric4u.com ، 10/11/2020
elprocus.com ، 10/11/2020
motioncontrolonline.org ، 10/11/2020
