جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية يهدف إلى الحصول على الطاقة الكهربائية، كما أنه يوجد العديد من الأجهزة التي يتم استخدامها لذلك الغرض لما له من أهمية كبيرة نظراً لاستخدامه الطاقة المتجددة والتي تحافظ على نظافة البيئة، ولكن السؤال الآن الذي نحاول معرفة إجابته هو ما هو الجهاز الذي يقوم بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، وهذا ما سنتعرف عليه خلال السطور التالية من خلال موقع البلد.
جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية
- يعتبر المولد الكهربائي هو جهاز يحول بعض أشكال الطاقة، بما في ذلك الطاقة الحركية، إلى كهرباء، كما أن هناك أنواع مختلفة من المولدات.
- يأتي معظم إنتاج الكهرباء في العالم من مولدات تعتمد على اكتشاف العالم “مايكل فاراداي” عام 1831 م.
- فاراداي لديه أول مولد كهربائي يسمى “قرص فاراداي”، والذي يعمل على العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء والذي أدى إلى تصميم المولدات الكهرومغناطيسية التي نستخدمها اليوم.
مفهوم الطاقة
- يحتاج الإنسان الطاقة لأداء أعماله المختلفة، لذلك لجأ إلى إيجاد طرق مختلفة للحصول على الطاقة من مصادر مختلفة، لذلك أصبحت الحياة أسهل بالنسبة له
- والطاقة الطبيعة، لا تُفنى، فقط تتغير من شكل إلى آخر، لذلك عندما يتلقى الجسم الطاقة، لا يمكن أن يفقدها ما لم تتحول إلى شكل آخر، تمامًا كما يمكن نقل الطاقة من شكل لآخر من خلال عمليات معينة
- كما وأن هناك العديد من أشكال الطاقة مثل الطاقة الكهربائية والحركية، الطاقة الحرارية، الطاقة الميكانيكية، الطاقة النووية، الطاقة الكيميائية وغيرها. ويمكن تحويل الطاقة من شكل إلى آخر بأجهزة مختلفة
الطاقة الكهربائية
أصبح الإعتماد على الطاقة الكهربائية في هذه الأيام كبيرًا، وأصبحت الكهرباء العمود الفقري للحياة
يتم الحصول على الطاقة الكهربائية من عدة مصادر، منها:
- الوقود الأحفوري مثل البترول، والذي يتم إنشاؤه بسبب الضغط الشديد والحرارة على بقايا الكائنات الحية، وتذوب البقايا وبمرور الوقت يتم إنتاج الزيت الذي يقوم الإنسان باستخراجه وتحويله إلى طاقة كهربائية.
- حاول الإنسان الاستفادة من الطاقة الحركية بمحاولة ابتكار أجهزة مختلفة، وفي النهاية توصل العالم الأمريكي مايكل فاراداي إلى اختراع جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية وهو المولد الكهربائي عام 1831، والذي وجد الحل للعديد من المشاكل في عملية الحصول على الطاقة الكهربائية
- كما يستخدم المولد الكهربائي تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية من خلال استخدام الطاقة الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الحركية من أي مصدر غير طاقة المياه الجارية
- ينتج مجال مغناطيسي نتيجة لعملية البحث في المولد الأساسي عندما يقوم بتنفيذ العملية الرئيسية
- والذي يتحول إلى تيار كهربائي، ويتم توصيل التيار الكهربائي بدائرة كهربائية خارجية لاستخدام الطاقة
- كمية الطاقة يمكن زيادتها عن طريق زيادة الطاقة الحركية،
- يتم استخدام المولد الكهربائي في الكثير من الأجهزة الكهربائية، كما يمكن استخدامه كجهاز منفصل.
طاقة الرياح
توربينات الرياح تستخدم طاقة الرياح التي تحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية. تشمل الفوائد الرئيسية لطاقة الرياح ما يلي:
- الطاقة الخضراء: نظرًا لأن الطاقة التي تولدها الرياح هي طاقة نظيفة، فهي لا تحتوي على غازات أو ملوثات ضارة.
- التنمية الاقتصادية: إن استخدام طاقة الرياح لتوليد الطاقة الكهربائية سيوفر للدولة مبالغ ضخمة من المال وبالتالي يمكن استخدام الأموال لتحسين اقتصاد البلاد وخلق فرص عمل جديدة.
- طاقة متجددة: طاقة الرياح هي طاقة دائمة لا تنضب لأنها تضمن مستقبل المجتمعات إذا تم استثمار الطاقة بأي شكل من الأشكال.
عيوب ومزايا الطاقة المتجددة
الطاقة المتجددة لها عيوبها بالإضافة إلى مزاياها العديدة
مزايا الطاقة المتجددة
من أهم مزايا الطاقة المتجددة:
- الفوائد البيئية: الطاقات المتجددة ليس لها تأثير سلبي للغاية على البيئة.
- الفوائد الاقتصادية: تكلفة منخفضة كما أنها متجددة على المدى الطويل وتوفر الكثير من الأموال التي يمكن استخدامها لمزايا أخرى.
مساوئ الطاقة المتجددة
هناك العديد من الأسباب الرئيسية التي تمنع استخدام الطاقة المتجددة على نطاق واسع، بما في ذلك ما يلي:
- تحتاج إلى أرض واسعة.
- لا توفر كميات كبيرة من الطاقة الكافية.
ماذا نعني بتحويل الطاقة؟
- نقل الطاقة هو تحويل الطاقة من شكل إلى آخر، على سبيل المثال عندما تتدفق الكهرباء من المقبس عبر الشاحن إلى البطارية يتم تحويل الطاقة وعندها تتغير الطاقة من شكل إلى آخر، كما هو الحال في محطة الطاقة الكهرومائية، التي 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.
- تعد أنظمة تحويل الطاقة الأخرى أكثر تعقيدًا، خاصة تلك التي تستخدم الطاقة الخام من الوقود الأحفوري والوقود النووي لتوليد الكهرباء. تتطلب الأنظمة من هذا النوع مراحل أو عمليات متعددة تخضع فيها الطاقة لعدة تحولات من خلال أشكال وسيطة مختلفة.
أنواع انتاج الطاقة
هناك أنواع مختلفة من الطاقة من حولنا ويمكن تحويل مصادر الطاقة هذه من شكل إلى آخر:
- يمكن إنتاج طاقة حرارية من الطاقة الضوئية.
- يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وما إلى ذلك.
- يمكن استخدام الأجهزة كجهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية
- يمكن إنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة الكيميائية.
- يمكن إنتاج طاقة تدفئة من الطاقة الحرارية.
- يمكن إنتاج طاقة كهربائية من الطاقة الميكانيكية.
- يمكن إنتاج طاقة ضوئية من الطاقة النووية.
- يمكن إنتاج طاقة حرارية وطاقة كهربائية وطاقة كيميائية من الطاقة الشمسية
- يمكن إنتاج طاقة حركية من طاقة الجاذبية الكامنة.
تحويل الحركة إلى كهرباء
- فهم العالم البريطاني مايكل فاراداي لأول مرة العلاقة بين المجالات المغناطيسية والكهرباء في عام 1831 م. كما لاحظ أنه بينما يتحرك المغناطيس عبر ملف نحاسي، يتدفق التيار عبر الأسلاك.
- حيث يحدث الشيء نفسه إذا تم تمرير الأسلاك وكان المغناطيس ثابتًا. كل ما يهم هو أن هناك حركة في مجال مغناطيسي، مما يسمح بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية.
- تظل هذه الملاحظة البسيطة هي الأساس لطريقة توليد 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 لتشغيل LED.
- ومع ذلك، فإن مقياس التيار الكهربائي يُظهر الجهد الصغير الذي 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 كهربيًا، “مغناطيس تنتجه الكهرباء”، بدلاً من مغناطيس تقليدي.
- يحتوي المولد الكهرومغناطيسي الرئيسي على سلسلة من الملفات المعزولة من الأسلاك التي تشكل أسطوانة دائمة تسمى الجزء الثابت الذي يحيط بعمود كهرومغناطيسي يسمى الدوار.
- يؤدي دوران الجزء المتحرك إلى تدفق تيار كهربائي في 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 رئيسي حركي هي أدوات لتوليد الكهرباء في الولايات المتحدة وفي جميع أنحاء العالم تقريبًا ويعتبر المولد جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية.
وأخيراً، فإننا نجد أن المولد الكهربي هو جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية، حيث يتعين على الإنسان البحث عن مصادر بديلة يمكن الإعتماد عليها وفي نفس الوقت غير مضرة للبيئة مثل الطاقة الحركية التي تحدث نتيجة حركة الرياح وكذلك الطاقة من المياه الجارية، والطاقة البديلة المتجددة نظيفة وليس في استعمالها تلوث للهواء وايضاً الاجهزة المختلفة مثل جهاز يحول الطاقة الحركية الى طاقة كهربائية.
