جهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية
- المولد الكهربائي هو جهاز يحول بعض أشكال الطاقة ، بما في ذلك الطاقة الحركية ، إلى كهرباء ، وهناك أنواع مختلفة من المولدات.
- يأتي معظم إنتاج الكهرباء في العالم من المولدات القائمة على اكتشاف العالم من قبل “مايكل فاراداي” في عام 1831 م.
- كان لدى فاراداي أول مولد كهربائي يسمى “قرص فاراداي” والذي عمل على العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء وهذا أدى إلى تصميم المولدات الكهرومغناطيسية التي نستخدمها اليوم.
مفهوم الطاقة
- يحتاج الإنسان إلى الطاقة للقيام بعمله المتنوع ، لذلك لجأ إلى إيجاد طرق مختلفة للحصول على الطاقة من مصادر مختلفة ، مما يجعل حياته أسهل.
- والطاقة الطبيعية ، لا يتم تدميرها ، يتم تغييرها فقط من شكل إلى آخر ، لذلك عندما يتلقى الجسم الطاقة ، لا يمكن أن يفقدها ما لم يتم تحويلها إلى شكل آخر ، تمامًا كما يمكن نقل الطاقة من شكل إلى آخر عن طريق عمليات معينة
- هناك أيضًا العديد من أشكال الطاقة مثل الطاقة الكهربائية والحركية والطاقة الحرارية والطاقة الميكانيكية والطاقة النووية والطاقة الكيميائية وغير ذلك. يمكن تحويل الطاقة من شكل إلى آخر باستخدام أجهزة مختلفة
كهرباء
أصبح الاعتماد على الكهرباء كبيرًا في الوقت الحاضر وأصبحت الكهرباء العمود الفقري للحياة
يتم الحصول على الطاقة الكهربائية من عدة مصادر منها:
- يتشكل الوقود الأحفوري ، مثل النفط ، عن طريق الضغط الشديد والحرارة على بقايا الكائنات الحية ، وتذوب البقايا لتكوين النفط بمرور الوقت ، والذي يستخرجه البشر وتحويله إلى كهرباء.
- حاول الإنسان الاستفادة من الطاقة الحركية بمحاولة ابتكار أجهزة مختلفة ، وأخيراً توصل العالم الأمريكي مايكل فاراداي إلى اختراع جهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية ، وهو مولد كهربائي عام 1831 ، والذي وجد الحل لـ العديد من المشاكل في عملية الحصول على الطاقة الكهربائية
- يستخدم المولد الكهربائي أيضًا تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية باستخدام الطاقة الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الحركية من أي مصدر بخلاف طاقة المياه المتدفقة.
- يتم إنشاء المجال المغناطيسي كنتيجة لعملية البحث في المولد الأساسي عندما يقوم بالعملية الرئيسية
- والتي تتحول إلى تيار كهربائي ويتم توصيل التيار الكهربائي بدائرة كهربائية خارجية لتسخير الطاقة
- يمكن زيادة كمية الطاقة باستخدام صقر الطاقة الحركية ،
- يُستخدم المولد الكهربائي في العديد من الأجهزة الكهربائية ويمكن استخدامه أيضًا كجهاز مستقل.
طاقة الرياح
تستخدم توربينات الرياح طاقة الرياح لتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية. تشمل المزايا الرئيسية لطاقة الرياح ما يلي:
- الطاقة الخضراء: نظرًا لأن الطاقة المولدة من الرياح هي طاقة نظيفة ، فهي لا تحتوي على غازات أو ملوثات ضارة.
- التنمية الاقتصادية: إن استخدام طاقة الرياح لتوليد الكهرباء سيوفر للبلاد مبالغ طائلة من المال ويمكن استخدام الأموال لتحسين اقتصاد البلاد وخلق فرص عمل جديدة.
- الطاقة المتجددة: طاقة الرياح هي طاقة دائمة لا تنضب لأنها تضمن مستقبل المجتمع إذا تم استثمار الطاقة بأي شكل من الأشكال.
عيوب ومزايا مصادر الطاقة المتجددة
مصادر الطاقة المتجددة لها عيوبها ، ولكن أيضًا لها عدد من المزايا
مزايا الطاقة المتجددة
من أهم مزايا الطاقة المتجددة:
- الفوائد البيئية: الطاقات المتجددة ليس لها تأثير سلبي للغاية على البيئة.
- الفوائد الاقتصادية: تكلفة منخفضة وقابلية للتجديد على المدى الطويل وتوفير الأموال التي يمكن استخدامها لمزايا أخرى.
مساوئ الطاقة المتجددة
هناك عدة أسباب رئيسية لعدم استخدام مصادر الطاقة المتجددة على نطاق واسع ، بما في ذلك ما يلي:
- أنت بحاجة إلى الكثير من الأرض.
- كمية كبيرة لا توفر طاقة كافية.
ماذا نعني بتحويل الطاقة؟
- نقل الطاقة هو تحويل الطاقة من شكل إلى آخر ، على سبيل المثال عندما تتدفق الكهرباء من منفذ عبر شاحن إلى بطارية ، يتم تحويل الطاقة ثم يتم تغيير الطاقة من شكل إلى آخر ، كما في حالة الطاقة الكهرومائية قوة. محطة تحول الطاقة الحركية للمياه إلى طاقة كهربائية.
- على سبيل المثال ، قامت طواحين الهواء القديمة بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية لضخ المياه وطحن الحبوب.
- أنظمة تحويل الطاقة الأخرى أكثر تعقيدًا ، خاصة تلك التي تستخدم الطاقة الخام من الوقود الأحفوري والوقود النووي لإنتاج الكهرباء. تتطلب الأنظمة من هذا النوع مراحل أو عمليات متعددة تخضع فيها الطاقة لتحولات متعددة من خلال أشكال وسيطة مختلفة.
أنواع طاقة الإخراج
هناك أنواع مختلفة من الطاقة حولنا ويمكن تحويل مصادر الطاقة هذه من شكل إلى آخر:
- يمكن إنتاج الطاقة الحرارية من الطاقة الضوئية.
- يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وما إلى ذلك.
- يمكن استخدام الجهاز كجهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية
- يمكن إنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة الكيميائية.
- يمكن إنتاج الطاقة الحرارية من الطاقة الحرارية.
- يمكن إنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة الميكانيكية.
- يمكن إنتاج الطاقة الضوئية من الطاقة النووية.
- يمكن إنتاج الطاقة الحرارية والطاقة الكهربائية والطاقة الكيميائية من الطاقة الشمسية
- يمكن صنع الطاقة الحركية من طاقة الجاذبية الكامنة.
تحويل الحركة إلى كهرباء
- أدرك العالم البريطاني مايكل فاراداي العلاقة بين المجال المغناطيسي والكهرباء لأول مرة في عام 1831 م. كما لاحظ أنه عندما يتحرك مغناطيس عبر ملف نحاسي ، يمر تيار عبر الأسلاك.
- حيث يحدث نفس الشيء إذا كانت الأسلاك ممدودة وكان المغناطيس ثابتًا. كل ما يهم هو أن هناك حركة في المجال المغناطيسي تسمح بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
- تظل هذه الملاحظة البسيطة هي الأساس لطريقة إنتاج الكهرباء في العالم اليوم. لإعادة إنشاء هذه العملية بشكل مصغر ، يمكننا استخدام أسلاك نحاسية دوارة ومغناطيس يومي. في هذا النطاق ، يكون التيار الكهربائي المستحث منخفضًا جدًا ولا يكفي حتى لإضاءة مؤشر LED.
- ومع ذلك ، يُظهر مقياس التيار الكهربائي جهدًا صغيرًا يمر على طول الأسلاك. هذا بسبب العلاقة بين المجالات المغناطيسية والتيارات الكهربائية.
الأجهزة التي يمكنها تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية:
- تستخدم المولدات الكهرومغناطيسية مغناطيسًا كهربائيًا “مغناطيسًا كهربائيًا” بدلاً من مغناطيس تقليدي.
- يحتوي المولد الكهرومغناطيسي الرئيسي على سلسلة من لفائف الأسلاك المعزولة التي تشكل أسطوانة دائمة تسمى الجزء الثابت ، والتي تحيط بعمود كهرومغناطيسي يسمى الدوار.
- يتسبب دوران الدوار في تدفق تيار كهربائي عبر كل جزء من ملف السلك ، والذي يصبح موصلًا كهربائيًا منفصلاً.
- تتشابك التيارات في الأجزاء الفردية وتشكل تيارًا كبيرًا.
- هذا التيار هو الكهرباء المنقولة من المولدات عبر خطوط الكهرباء إلى المستهلكين. المولدات الكهرومغناطيسية التي تعمل بمحرك دفع حركي هي أجهزة لتوليد الكهرباء في الولايات المتحدة وجميع أنحاء العالم تقريبًا. المولد هو جهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
أخيرًا ، نجد أن المولد الكهربائي هو جهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية ، ويجب على المرء أن يبحث عن مصادر بديلة يمكن الاعتماد عليها وليست ضارة بالبيئة ، مثل الطاقة الحركية التي يتم إنشاؤها بسبب حركة الرياح وكذلك الطاقة من المياه المتدفقة والطاقة المتجددة البديلة ، وهي نظيفة ولا تلوث الهواء ، وكذلك الأجهزة المختلفة مثل الجهاز الذي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.