كيف يعمل مولد الكهرباء

آلية عمل مولد الكهرباء

يمكن التعبير عن آلية عمل المولد الكهربائي على أنّه جهاز يقوم بتحريك مغناطيس بالقرب من سلك، من أجل إنشاء تدفق مستمر من الإلكترونات،¹ فهو يعمل بسبب العلاقة بين المغناطيس والكهرباء، حيث يتكوّن المولد من سلسلة من لفائف معزولة من الأسلاك، والتي تشكل أسطوانةً ثابتة، وتحيط هذه الأسطوانة بعمود كهرومغناطيسي دوّار، وعندما يدور هذا العمود الكهرومغناطيسي، فإنّه يحث تيار كهربائي صغير في كلّ جزء من ملف الأسلاك، فيشكّل كلّ جزء من لفائف الأسلاك موصل كهربائي منفصل صغير، ثمّ تتجمع التيارات الصغيرة من الأجزاء المنفصلة، لتشكّل تياراً كبيراً، ويمثّل هذا التيار الكهرباء التي تنتقل عبر خطوط الكهرباء من المولدات إلى المستهلكين.²

مصادر الطاقة الميكانيكية للمولد الكهربائي

يمكن الحصول على الطاقة الميكانيكية اللازمة لتشغيل المولد الكهربائي من عمود دوراني عادةً، والذي يكون مساوياً لعزم دوران العمود مضروباً في السرعة الدورانية، أو الزاوية، ويمكن الحصول على القوة الميكانيكية من عدّة مصادر، منها: التوربينات الهيدروليكية في السدود أو الشلالات، أو توربينات الرياح، أو التوربينات البخارية التي تستخدم البخار المتولد عن الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري، أو من الانشطار النووي، وتحرق التوربينات الغازية الغاز مباشرةً في التوربين، أو محركات البنزين، والديزل.³

المولد الكهربائي

اكتشف العالم مايكل فاراداي عام 1831م المولد الكهربائي، وهو آلة تستخدم لتغيير الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، والتي تعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، وذلك عند مرور موصل خلال مجال مغناطيسي، الأمر الذي يؤدي إلى تحفيز الجهد عبر طرفي الموصل،⁴ ثمّ تقوم بنقل هذه الكهرباء، وتوزيعها عبر خطوط الكهرباء إلى العملاء المحليين، والتجاريين، والصناعيين، كما تنتج المولدات الطاقة الكهربائية اللازمة للسيارات، والطائرات، والسفن، والقطارات، وتعتبر جميع المولدات حالياً المزود لشبكات الطاقة الكهربائية بالتيار المتناوب، ممّا يؤدي إلى عكس القطبية عند تردد ثابت، وعادةً ما يكون 50 أو 60 دورة، وبما أنّ عدداً من المولدات يكون متصلاً بشبكة كهرباء، فيجب عليها حينها أن تعمل في نفس التردد للتوليد المتزامن.³