كيف يعمل مولد كهربائي؟

وظيفة أي مولد كهربائي هي توليد تيار كهربائي. لكن في الواقع ، لا ينتج المولد أي شيء ، لكن يحول فقط شكلًا من أشكال الطاقة إلى شكل آخر (كما هو مميز لجميع عمليات الطاقة في الطبيعة). في أغلب الأحيان ، يعبرون عن عبارة "مولد كهربائي" ، ويعنيون آلة تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

يمكن الحصول على الطاقة الميكانيكية من الغاز أو البخار المتسع تحت الضغط ، من الماء المتساقط ، أو حتى يدوياً. في أي حال ، من أجل الحصول على الطاقة الكهربائية من مولد ، يجب عليها أولاً نقل هذه الطاقة في شكل مقبول ، وغالبًا في شكل ميكانيكي.

المولدات التي تعمل بواسطة محرك ميكانيكي هي الشكل السائد للمولدات في العالم الحديث. تعمل هذه المولدات في محطات الطاقة النووية والكهرومائية ، في السيارات ، في مولدات الديزل والبنزين ، في طواحين الهواء ، في الديناميات اليدوية ، إلخ. يعمل البخار والبنزين والرياح كمصادر للطاقة الميكانيكية التي تدور محرك المولد.

مثال على مولد كهربائي بسيط:

يتم تثبيت لف مغنطيس أو مغناطيس دائم في المولد الدوار. في السنوات الأخيرة ، أصبحت المولدات واسعة الانتشار. مع مغناطيس النيوديميوم على الدوار ، نظرًا لأن مغناطيس النيوديميوم الحديث ليس أدنى من خصائصه في لف مغنطة قوية.

يعتمد مبدأ توليد الطاقة الكهربائية في المولد على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، والتي تتكون في حقيقة أن التغير المغنطيسي المتغير في الفضاء يدفع الحقل الكهربائي المحيط بهذا الفضاء.

وإذا تم وضع موصل في المنطقة التي يوجد فيها هذا المجال الكهربائي المستحث ، فسيتم حث EMF (القوة الدافعة الكهربائية) فيه (سيتم إحداثه) ، ويمكن ملاحظة الجهد الكهربائي المقابل (القياس ، المستخدم لتشغيل الحمل) بين نهايات الموصل.

يتم الحصول على التدفق المغناطيسي المتغير في المولد عن طريق مغناطيس تتحرك جنبا إلى جنب مع الدوار أو العروات القطب ممغنطة بواسطة اللفات الخاصة - اللفات الممغنطة. عادة ما تستقبل الملفات الممغنطة الطاقة من خلال الفرش وحلقات الانزلاق.

تطبيق مولد لكهربة نموذج السكك الحديدية:

الأسلاك التي يُحدث فيها emf (الجهد الكهربائي) في المولد هي لفيفة ثابتة ، عادةً ما توجد في دائرة مغناطيسية مثبتة على جزء ثابت من آلة كهربائية. يمكن القيام بهذه اللف للمولدات من أنواع مختلفة بطرق مختلفة.

في المولدات ثلاثية الطور ، يتم اعتماد لفائف الجزء الثابت المصنوع وفقًا لدائرة ثلاثية الطور - يمكن توصيل ثلاثة أجزاء من لف ثلاثي الطور بواسطة "نجم" أو "مثلث".

يسمح الاتصال بالنجم بالحصول على فولطية ذات حجم أكبر من المولد مقارنةً بالمثلث. سيكون الاختلاف في الضغوط هو جذر 3 مرات (حوالي 1.73). كلما زاد الجهد ، انخفض الحد الأقصى للتيار الذي يمكن الحصول عليه من هذا المولد عند التحميل.

تشغيل مولد كهربائي في محطة توليد الكهرباء:

تعتمد الطاقة المقدرة للمولد على عدة عوامل تحدد التيار والجهد المقنن. يعتمد الجهد عند أطراف الخرج للمولد على طول لفيفة الجزء الثابت (السلك) وعلى سرعة الدوار وتحريض المجال المغناطيسي في أقطابه. كلما زادت هذه المعلمات ، زاد الجهد الكهربائي من المولد عند الخمول وتحت الحمل.

مولد محمول (محطة مصغرة للطاقة) لامدادات الطاقة المستقلة:

الحد الأقصى للنظرية التي يمكن الحصول عليها من المولد محدود من الناحية النظرية بتيار دارة القصر.تعتمد السرعة الاسمية تقريبًا على سمك سلك لف الجزء الثابت وعلى التدفق المغناطيسي الكلي للدوار.

إذا كان التدفق المغناطيسي غير كافٍ ، في بعض الحالات يلجأ إلى زيادة في السرعة. ولكن يجب أن يكون المولد مزودًا بمنظم جهد تلقائي ، كما هو مطبق في مولدات السيارات ، والتي تكون قادرة على إنتاج تيار مقبول لشحن البطارية في نطاق سرعة واسع.

انظر أيضا في هذا الموضوع:

آلات دينامو - أول مولدات التيار المستمر

أنواع المولدات الكهربائية ومبادئ عملها

كيف يتم ترتيب مولد الديزل والعمل

جهاز مولد السيارات وميزاته