تشكل الكهرباء الجزء الأكثر أهمية في حياتنا اليوم. إنه يوفر لنا الإضاءة والترفيه والكثير من الأشياء. من المستحيل تخيل الحياة بدون كهرباء. استخدم البشر الأوائل البطاريات للكهرباء. ولكن تبين ببطء أن البطاريات لم تكن فعالة من حيث التكلفة أو موثوقة.
معظم المنازل الحديثة تعمل بالكهرباء. إنه ملائم للغاية ويمكن إنتاجه بجميع أنواعه باستخدام أي شيء من الفحم إلى النفط والرياح والأمواج.
إذا أردنا تشغيل أي شيء سواء جهاز تلفزيون أو محمصة أو مشغل MP3 ، فنحن بحاجة إلى مصدر ثابت للطاقة الكهربائية. يشرح القانون الأساسي للفيزياء "الحفاظ على الطاقة" كيف يمكن الحصول على الطاقة وكذلك كيف لا يمكننا الحصول على الطاقة.
هناك كمية ثابتة من الطاقة في كوننا وكل ما يمكننا فعله بهذه الطاقة هو تحويلها إلى أي شكل مفيد. وبالتالي ، لتحويل الطاقة والحصول على إمدادات منتظمة من الكهرباء ، فإننا نحتاج إلى أجهزة معينة. يمكن أن تكون هذه الأجهزة مولدًا ، أو محركًا ، أو ديناموًا ، أو مولدًا ، وما إلى ذلك.
دينامو مقابل المولد
الفرق بين الدينامو والمولد هو أن الدينامو يولد تيارًا مباشرًا يتدفق في اتجاه واحد (أي أنه لا يغير الاتجاهات) بينما يولد المولد تيارًا متناوبًا يغير اتجاهاته بانتظام.
جدول المقارنة بين الدينامو والمولد
| معلمات المقارنة | دينامو | المولد |
| تعريف | الدينامو عبارة عن آلة تنتج تيارًا مباشرًا يتدفق في نفس الاتجاه | المولد هو آلة تنتج تيارًا متناوبًا يتدفق في اتجاهات مختلفة |
| حقل مغناطيسي | ثابت | لف |
| توريد المدخلات | يأخذ المدخلات من الدوار | يأخذ المدخلات من الجزء الثابت |
| كفاءة الطاقة | إنها أقل كفاءة في استخدام الطاقة | إنها ذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة |
| نطاق الدورات في الدقيقة (RPM) | يدعم نطاق أقل من RPM | يدعم مجموعة واسعة من الدورات في الدقيقة |
| متانة الفرشاة | لديه متانة أقل للفرشاة | متانة عالية للفرشاة |
| شحن بطارية فارغة | يمكن استخدامها لشحن بطارية فارغة | لا يمكن استخدامها لشحن بطارية فارغة |
| اعمال صيانة | رسوم صيانة عالية | رسوم صيانة منخفضة |
ما هو دينامو؟
الدينامو هو جهاز كهربائي ينتج تيارًا مباشرًا يتدفق في اتجاه واحد. يتم استخدامه لتوليد الطاقة الكهربائية. إنه يحول الطاقة الميكانيكية بشكل أساسي إلى طاقة كهربائية.
تم تصميم الدينامو لأول مرة بواسطة نيكولا تيسلا. لكن الفضل في تصور الدينامو يعود إلى مايكل فاراداي. كان فاراداي هو أول من توصل إلى فكرة أن المغناطيس المتحرك في دائرة كهربائية مغلقة يمكن أن يحفز تدفق التيار الكهربائي.
الدينامو يعمل على مفهوم الحث الكهرومغناطيسي. عندما يرتبط الملف بشحنات المجال المغناطيسي ، يتم إنشاء emf مستحث في الملف.
يتكون الدينامو من عدة أجزاء مثل نير ، أعمدة ، المحرك ، الجزء الثابت ، الدوار ، الفرش ، إلخ. أهم أجزاء الدينامو هي الجزء الثابت والدوار.
تدور الملفات الموجودة في الدينامو عبر المجال المغناطيسي. تُستخدم مبدلات الحلقة المقسمة للاتصال بدائرة خارجية. يقوم عاكس الحلقة المنقسمة بتبديل الوصلات في كل نصف دورة وبالتالي الحفاظ على تدفق التيار في نفس الاتجاه.
تضمن الفرشاة وجود اتصال كهربائي مستمر دون أي عوائق لحركة المبدل. هناك مجموعتان من الفرش - واحدة تستخدم الطاقة للانتقال إلى الدائرة الرئيسية ومجموعة أخرى من الفرش التي تستهلك الطاقة من المحرك لتزويد مغناطيس الجزء الثابت بالطاقة.
يتمسك المحرك بكمية صغيرة من المغناطيسية في قلبه الحديدي. عندما يبدأ في الدوران ، يتم توليد القليل من الطاقة التي تثير الملفات اللولبية في الجزء الثابت. ببطء ، يرتفع الجهد ويصل الدينامو إلى الطاقة الكاملة.
إذا كان لابد من منع البطارية من الشحن الزائد ، فيجب تنظيم إخراج الدينامو. يتم ذلك من قبل المنظم الذي يغير التيار حسب الحاجة.
الدينامو باهظ الثمن وكبير الحجم عند مقارنته بمولد التيار المتردد. تستخدم الدينامو لإنتاج الطاقة الكهربائية في السيارات والسفن والقطارات والطائرات ، إلخ.
ما هو المولد؟
المولد هو آلة تنتج تيارًا متناوبًا يغير اتجاهه باستمرار. يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. تم إنشاء المولدات بواسطة Hippolyta Pixi المخترع الفرنسي في عام 1832.
هناك أنواع مختلفة من المولدات حسب تطبيقاتها وتصميمها.
يتكون المولد من مكونين رئيسيين - الدوار والجزء الثابت. الجزء الدوار هو الجزء المتحرك بينما الجزء الثابت هو الجزء الثابت.
تعمل المولدات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، والذي بموجبه لإنتاج الكهرباء ، هناك حاجة إلى موصل ومجال مغناطيسي وطاقة ميكانيكية.
عندما تنخفض سرعة المولد أو تنقص ، ينخفض ناتج التيار أو ينقص أيضًا. أيضًا ، ينخفض ناتج التيار أو ينقص عندما تزداد درجة حرارة المولد. عندما يعمل المولد بسرعة منخفضة ، تقل كفاءة المولد تلقائيًا.
توفر الفرش الموجودة في المولد الطاقة للملف المثبت على عمود الدوران. توفر هذه الفرشاة التيار المباشر من خلال حلقتين انزلاقيتين. إن فرش المولد متينة للغاية وتستمر لفترة أطول عند مقارنتها بفرش المولد لأن الفرشاة لا تتطلب سوى ما يكفي من الكهرباء لتشغيل الدوار.
يستخدم المولد في التطبيقات التالية:
- السيارات
- التطبيقات البحرية
- انتقال الترددات الراديوية
- وحدات ديزل كهربائية متعددة
- محطات توليد الطاقة الكهربائية
المولد هو جهاز رخيص وخفيف الوزن. بناء المولد بسيط ومنخفض في الصيانة. المولد قوي وأكثر إحكاما. لكن المولد له مزايا أيضًا. يحتاج إلى محولات للتشغيل ويزداد سخونة عندما يكون التيار مرتفعًا.
الاختلافات الرئيسية بين الدينامو والمولد
- يتمثل الاختلاف الأساسي بين Dynamo و Alternator في أن Dynamo ينتج تيارًا مباشرًا يتدفق في اتجاه واحد بينما ينتج المولد تيارًا متناوبًا يغير اتجاهه باستمرار.
- المجال المغناطيسي للديناميكي ثابت بينما المجال المغناطيسي للمولد يدور.
- يتم إمداد المدخلات التي يأخذها الدينامو من خلال الدوار بينما يأخذ المولد إمداد المدخلات من خلال الجزء الثابت.
- يتميز Dynamo بكفاءة طاقة أقل مقارنة بالمولد الذي يتميز بكفاءة عالية جدًا في استخدام الطاقة.
- نطاق الدورات في الدقيقة (RPM) للدينامو أقل تقريبًا من 2000 دورة في الدقيقة بينما يتراوح عدد الدورات في الدقيقة للمولد من 6000 دورة في الدقيقة إلى 12000 دورة في الدقيقة
- تتمتع Dynamos بتكاليف صيانة عالية بينما يتطلب المولد القليل جدًا من الصيانة.
- لا تدوم فرش دينامو طويلاً حيث يتم استخدام الحلقات المنقسمة ويتم تآكلها بسرعة بينما تدوم فرش المولد طالما يتم استخدام الحلقات الصلبة ولا تتآكل بسهولة.
- يمكن استخدام دينامو لشحن بطارية فارغة بينما لا يمكن استخدام المولد لشحن بطارية فارغة.
استنتاج
الدينامو والمولدات هي الطرق الأساسية التي تم من خلالها إنتاج الطاقة الكهربائية. في وقت سابق في السيارات ، تم استخدام Dynamos ولكن في السيارات الحديثة ، تم استبدال المولدات.
وبالمثل ، في صناعة توليد الطاقة التجارية ، كانت هناك دائمًا معركة تقنية بين Dynamos و Alternators والتي فازت فيها المولدات في النهاية. على الرغم من ظهور مولدات التيار كفائزين كبار ، إلا أن Dynamos لا يزال قيد الاستخدام في بعض التطبيقات المحددة.
مراجع
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-1-349-06180-8_6.pdf
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-349-03176-4_5
