كيف تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية

يحتاج الإنسان إلى الطاقة الموجودة في الطبيعة من أجل القيام بأعماله المتعددة وإن الطاقة في الطبيعة لا تفنى ولا تُستحدث وإنّما تتحوّل من شكلٍ لآخر فكيف تتحول الطاقة الحركية إلى كهربائية؟

3 إجابات

بما أنّ الطاقة لا تفنى ولا تُخلق من العدم بل تتحول من شكلٍ لآخر فمن الممكن بسهولة تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية وهو ما يتم دوماً بشتى الطرق اليوم ومنها:

  • تحويل طاقة الرياح: يعتمد مبدأ توليد الكهرباء من طاقة الرياح على الاستفادة من تيارات الهواء لتحريك توربينات مثبّتة في أماكن محددة حيث تتأثر قدرة التوليد بسرعة الرياح.
  • تحويل طاقة جريان الماء: تعتمد على استخدام عنفات مائية تستغل طاقة جريان الماء لتوليد الكهرباء، وهناك عدة أنواع من العنفات منها ما يُستخدم عند تدفق الماء من ارتفاعات كبيرة وأخرى عندما يكون الارتفاع قليل إلى متوسط.
  • تحويل طاقة البخار: تعتمد على الاستفادة من الطاقة الحركية للبخار لتدوير عنفات خاصة في قادرة على تحمل الضغط والحرارة.

في تلك الطرق السابقة غالباً ما يُعتمد المبدأ ذاته في توليد الكهرباء حيث يكون التوربين مثبّتاً على محورٍ مرتبطٍ بمولّدٍ كهربائي يتألف من قلبٍ نُحاسي وعددٍ من المغانط المحيطة به ويعتمد على العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء لإنتاج التيار الكهربائي.

أحد أشكال الاستفادة من الطاقة الحركية لتوليد الكهرباء هو استخدام طاقة الكبح في السيارات الهجينة لتوليد طاقةٍ كهربائية تُخزّن في بطاريات السيارة للاستفادة منها لاحقاً لتشغيلها وهذه الطريقة تُساعد على تقليل الهدر الناتج خلال عمليات الكبح.

أكمل القراءة

بدايةً لابد من معرفة أنّ للطاقة أشكال عديدة يمكن وضعها في فئتين رئيسيتين هما: الطاقة الكامنة، والطاقة الحركية؛ حيث يمكن التعبير عن الطاقة الحركية بأنّها الطاقة الناتجة عن حركة الإلكترونات والذرات والجزيئات والمواد والأشياء الأخرى؛ أمّا الطاقة الكهربائية فهي عبارة عن الطاقة الناتجة عن حركة الجسيمات الصغيرة المشحونة والتي يطلق عليها بالالكترونات.

ويتم توليد الكهرباء عبر مولدات تحتوي على ملفات من الأسلاك المعزولة التي تأخذ شكل اسطوانه ثابتة، إذ أنّ هناك حقل كهرومغناطيسي دوار في وسط هذه الاسطوانة، وهنا تأتي مهمة الطاقة الحركية التي تعمل على تدوير هذا الحقل، مما يدفعه إلى تحريض تيار كهربائي صغير نسبيًا في كل جزء من تلك الملفات، حيث تجتمع هذه التيارات لتشكل تيارًا واحدًا هو التيار الكهربائي الذي ينتقل عبر أسلاك الكهرباء.

وهناك طرق أخرى للاستفادة من الطاقة الحركية إن كنت ترغب بالتعرف عليها، وذلك عبر توربينات الطاقة الحركية والسائلة المتحركة، إذ يعمل السائل المتحرك في مولد هذه التوربينات على تحريك مجموعة من الشفرات المثبتة إلى عمود دوار متصل بهذا المولد مما يتسبب في دورانه، وبذلك فإنّ هذا المولد يعمل على الاستفادة من الطاقة الحركية لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية عبر العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء.

أكمل القراءة

إنّ الطاقة الكهربائية اصبحت من أساسيات المعيشة في الحياة اليومية، واستهلاكها يزيد يوماً عن الآخر، وكما ينص قانون مصونية الطاقة فلا يمكن إنشاء الطاقة الكهربائية من عدم، بل يجب تحويل شكل من أشكال الطاقة إلى طاقة كهربائية، ويمكن تحويل الطاقة الحرارية او الكيميائية او غيرها، ولكن أحد أهم اشكال الطاقة هي الطاقة الحركية.

إن الطاقة الحركية هي الطاقة الناتجة عن حركة جسم ما، ويتم تحويلها إلى طاقة كهربائية عبّر استخدام مولد كهربائي، والذي تم اختراعه في عام 1831م من قبل العالم الأمريكي مايكل فاراداي، ويعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، وعندما تدور ملف حول مجال معناطيسي (أو بالعكس) تنتج طاقة كهربائية وهذه العملية تعرف باسم الحث الكهرومغناطيسي، وتستخدم طاقة مكانيكية لدوران الملف أو المغناطيس، ففي محطات توليد الكهرباء تستخدم الماء والرياح، وذلك يتم عبر عمل توربينات كبيرة تقوم بتحويل قوة جريان أو قوة حركة الرياح إلى كهرباء.

وعندما يتم تحريك الجزء الدوار من المولد عن طريق عمود دوران موصل بالمحرك الأٍساسي فيتولد مجال كهرومغناطيسي ينتقل إلى ملف الجزء الثابت الذي يستقبل المجال الكهرومغناطيسيّ ليتحولَ إلى تيّار كهربائي داخل الملفّات الموزعة على ثلاثة أوجه بحيث تكون الزاوية بين كل وجه ووجه 120 درجة وذلك يؤدي إلى إنتاج تيار كهربائي منتظم على شكل موجات جيبية.

وباستخدام المولد الكهربائي وتحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية يمكن الإستفادة من مصادر طاقة متجددة كالمياه والرياح التي سوف تخفف استخدامنا للنفط والحطب في توليد الكهرباء، الذي بدوره يقلل من التأثيرات السلبية تجاه البيئة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية"؟