كيف يتم استخدام المغناطيس لتوليد الكهرباء؟

عندما يتم وضع موصل في مجال مغناطيسي متغير ، تتحرك الإلكترونات في الموصل ، وتولد تيارًا كهربائيًا. ينتج المغناطيس مثل هذه المجالات المغناطيسية ويمكن استخدامه في تكوينات مختلفة لتوليد الكهرباء. اعتمادًا على نوع المغناطيس المستخدم ، يمكن للمولد الكهربائي الدوار وضع مغناطيس في مواقع مختلفة ويمكنه توليد الكهرباء بطرق مختلفة. تأتي معظم الكهرباء المستخدمة من المولدات التي تستخدم المجالات المغناطيسية لإنتاج تلك الكهرباء.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تقوم المولدات الكهربائية بتدوير ملفات الأسلاك من خلال المجالات المغناطيسية التي تم إنشاؤها بواسطة مغناطيس دائم أو كهربائي. أثناء تحرك الملفات الموصلة عبر الحقول المغناطيسية ، تتحرك الإلكترونات الموجودة في الأسلاك ، مما ينتج عنه تيار كهربائي.

بينما يتم إنتاج كمية متزايدة من الكهرباء بواسطة الألواح الشمسية ويتم الحصول على كمية صغيرة من البطاريات ، تأتي معظم الكهرباء من المولدات التي تستخدم الحقول المغناطيسية لتكوينها كهرباء. تتكون هذه المولدات من ملفات من الأسلاك يتم تدويرها إما من خلال المجالات المغناطيسية أو ثابتة حول عمود بمغناطيسات دوارة. في كلتا الحالتين ، تتعرض لفائف الأسلاك لتغير المجالات المغناطيسية الناتجة عن المغناطيس.

يمكن أن يكون المغناطيس مغناطيسًا دائمًا أو كهربائيًا. تُستخدم المغناطيسات الدائمة بشكل أساسي في المولدات الصغيرة ، وتتمتع بميزة أنها لا تحتاج إلى مصدر طاقة. المغناطيس الكهربائي عبارة عن جرح من الحديد أو الصلب بسلك. عندما تمر الكهرباء عبر السلك ، يصبح المعدن مغناطيسيًا ويخلق مجالًا مغناطيسيًا.

ملفات الأسلاك للمولدات عبارة عن موصلات ، وعندما تتعرض الإلكترونات في الأسلاك لتغير المجالات المغناطيسية ، فإنها تتحرك ، مما ينتج عنه تيار كهربائي في الأسلاك. ترتبط الأسلاك ببعضها البعض ، وتخرج الكهرباء في النهاية من محطة الطاقة وتنتقل إلى المنازل والمصانع.

عندما يتم استخدام مغناطيس دائم في مولد ، عليك فقط تشغيل عمود المولد لإنتاج الكهرباء. بعد تطوير هذه المولدات لأول مرة ، اعتقد الناس أن بإمكانهم الحصول على المولد لتشغيل محرك يقوم بعد ذلك بتشغيل المولد. لقد اعتقدوا أنه إذا تم مطابقة المحرك والمولد تمامًا ، فيمكنهم بناء مصدر طاقة مغناطيسي يعمل إلى الأبد كآلة حركة دائمة.

لسوء الحظ ، لم تنجح. على الرغم من أن هذه المولدات والمحركات فعالة للغاية ، إلا أنها لا تزال تعاني من خسائر كهربائية في مقاومة الأسلاك ، وهناك احتكاك في محامل العمود. حتى عندما يقوم الأشخاص الذين يجرون التجارب بتشغيل وحدة محرك المولد لفترة من الوقت ، فإنها ستتوقف في النهاية بسبب الخسائر والاحتكاك.

تحتوي محطات الطاقة الكبيرة على مولدات كبيرة بحجم الغرفة تنتج الكهرباء باستخدام المجالات المغناطيسية من المغناطيسات الكهربائية. عادة ما يتم تركيب المغناطيسات الكهربائية على عمود ويتم توصيلها بمصدر الطاقة الكهربائية. عندما يتم تشغيل الكهرباء ، تخلق المغناطيسات الكهربائية مجالات مغناطيسية قوية. يتم تثبيت لفائف من الأسلاك حول العمود. عندما يدور العمود مع المغناطيس ، تتعرض ملفات الأسلاك لتغير المجالات المغناطيسية ، ويتولد تيار كهربائي في الأسلاك.

يمكن استخدام العديد من الطرق المختلفة لجعل أعمدة المولدات تدور وتنتج الكهرباء. في توربينات الرياح ، تقوم المروحة بتدوير العمود. في محطات الفحم والطاقة النووية ، تولد الحرارة الناتجة عن حرق الفحم أو من التفاعل النووي بخارًا لتشغيل التوربين الذي يحرك المولد. في المحطات التي تعمل بالغاز الطبيعي ، يقوم التوربينات الغازية بنفس الوظيفة. تحتاج محطات توليد الطاقة إلى مصدر للطاقة يمكن أن يجعل عمود المولد يدور ، ومن ثم يمكن للمغناطيس أن ينتج المجالات المغناطيسية التي تولد الكهرباء.