المواد الأساسية المستخدمة في المولدات الكهربائية

المولدات هي آلات تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يمكن أن تكون الطاقة الميكانيكية تساقط المياه أو ضغط البخار أو طاقة الرياح. يمكن أن تكون الكهرباء إما تيار متردد (AC) أو تيار مباشر (DC). تم اكتشاف المبدأ الأساسي للمولد في عام 1820. الأجزاء الأساسية للمولد هي الأسلاك والمغناطيس والمحور الدوار. عندما يتم تحريك السلك عبر مجال مغناطيسي ، فإنه يتسبب في تدفق الإلكترونات الموجودة في السلك.

الدوار هو المحور المركزي للمولد - إنه الجزء الذي يدور. بعض أشكال الطاقة الميكانيكية يحول الدوار لتوليد الكهرباء. يتم دعم الجزء المتحرك من كلا الطرفين وملفوف بحلقات متصلة من سلك واحد. عادة ما يكون السلك عبارة عن سلك نحاسي مطلي بالمينا - يجب عزل السلك بحيث لا توجد دائرة كهربائية قصيرة عندما تلمس حلقات سلك الجرح بعضها البعض. يعتبر الصقل أرخص وسيلة لعزل السلك كما أنه يوفر أيضًا عزلًا رقيقًا بحيث يمكن أن يكون للدوار أكبر عدد من اللفات. كلما زاد عدد اللفات ، سيتم توليد المزيد من الكهرباء.

الجزء الثابت هو الجزء الثابت من المولد الذي يحيط بالدوار. يوفر الجزء الثابت المجال المغناطيسي الذي يتسبب في تدفق الإلكترونات في سلك الدوار الدوار. في المولدات الأكبر ، المغناطيسات الموجودة في الجزء الثابت هي في الواقع مغناطيس كهربائي - حلقات من الأسلاك حول قلب حديدي. تأتي الكهرباء لتشغيل المغناطيسات الكهربائية مباشرة من الدوار. هذا يعني أن هناك طريقة إبطية لتشغيل المغناطيسات الكهربائية حتى يبدأ الدوار في الإنتاج الكهرباء ، ولكن هذا أفضل بكثير من وجود المغناطيسات الهائلة التي ستكون مطلوبة لتشغيل كبير مولد كهرباء. في المولدات الصغيرة - مثل المولدات التي تعمل بعجلات الدراجات لتوفير الكهرباء للمصابيح الأمامية للدراجات - يوجد مغناطيس دائم في الساكن.

يجب استخدام طريقة ما لالتقاط الكهرباء المتولدة في السلك الفردي للدوار وإرساله لأسفل زوجًا من الأسلاك. الطريقة القياسية للقيام بذلك هي ربط طرفي سلك الدوار بحلقتين في أحد الطرفين أو الدوار. تركب الفرش المعدنية على هذه الحلقات المعدنية ، ويتم توصيل الأسلاك الناتجة من المولد بالفرشتين المعدنيتين. يتسبب المجال المغناطيسي للجزء الثابت في حدوث تدفق كهربائي في لف الأسلاك في الجزء المتحرك مما يتسبب في حدوث كل حلقة تصبح سالبة وإيجابية في دورة منتظمة حيث يمر الجزء المتحرك من القطبين الشمالي والجنوبي للمغناطيسية مجال. يتم نقل الإمكانات المتذبذبة الموجبة والسالبة في الحلقات إلى الفرشاة ثم إلى أسفل الأسلاك. من خلال تقسيم كل حلقة إلى جزأين واستخدام سلكين في الملف ، يمكنك التأكد من أن ملف يذهب الجهد الموجب دائمًا إلى نفس السلك ويذهب الجهد السالب دائمًا إلى الآخر الأسلاك. تنتج المولدات ذات الحلقة الصلبة تيارًا متناوبًا ، وتولد المولدات ذات الحلقة المنقسمة تيارًا مستمرًا.