هل يمكنك عمل مولد كهربائي بوضع مغناطيس دائم

يمكن توفير المجال المغناطيسي للمولد بالنسبة لبعض التطبيقات وذلك بواسطة استخدام المغناطيس الدائم ، حيث يمكن أن يتكون الهيكل الدوار من حلقة من الحديد المغناطيسي مع مغناطيس مثبت فوق سطحه .

ويمكن أن توفر مادة مغناطيسية مثل النيوديميوم والبورون حديد أو سماريون كوبالت كثافة تدفق مغناطيسي في فجوة الهواء ، وتكون مماثلة لتلك الناتجة عن لفات المجال ، وذلك باستخدام عمق مغناطيسي نصف قطري أقل من 10 ملليمترات . [1]

يمكن استخدام مواد مغناطيسية أخري مثل الفريت ، ولكن مع وجود انخفاض كبير في كثافة تدفق فجوة الهواء وزيادة مقابلة في أبعاد المولد .

وتعتبر مولدات المغناطيس الدائم بسيطة من حيث أنها لا تحتاج لأي نظام من أجل توفير تيار المجال ، وتعتبر موثوقة للغاية وعلى الرغم من ذلك فهي لا تحتوي على أي وسيلة للتحكم فى جهد الخرج ، مثال على ذلك للاستخدام مع توربينات الرياح يتم توفير خرج المولد للجهد المتغير ، والتردد من أجل نظام الطاقة عن طريق محول التردد الإلكتروني . [ 2]

كيف يمكن توليد كهرباء باستخدام المغناطيس

اكتشف الفيزيائي مايكل فاراداي في عام 1831 أنه عند تحريك مغناطيس داخل ملف من الأسلاك تتدفق الإلكترونيات داخل السلك ، وهذه الحركة تعرف باسم التيار الكهربائي ، حيث يُعد المولد هو أي آلة تقوم بتحويل الطاقة إلى تيار كهربائي .

وبغض النظر عن مصدر هذه الطاقة سواء كان الفحم ، أو الطاقة المائية ،أو طاقة الرياح فإن السبب النهائي لتوليد التيار الكهربائي ، هو من خلال الحركة داخل مجال مغناطيسي يوضح لنا ذلك .

ونجد أنه في جميع الاحتمالات المغناطيس يعمل بطريقة معينة ، حيث أن المغناطيس الصغير المستطيل الذي يستخدم في إعدادات المنزل ، والمكتب لتثبيت العناصر التي تهم الثلاجات ، حيث يتم وضع نوع معين من المغناطيس على شكل أسطوانة ، ويعرف باسم المغناطيس الكهربائي .

ونجد أنه حول سلسلة من الملفات المعزولة من الأسلاك الموصلة والتي ، هي مثل الأسلاك النحاسية والتي يتم لفها حول عمود مركزي ، إذن كل ملف من تلك الملفات العديدة يشبه الحلقة التي تحيط بالعمود ، والتي تكون موجهة بزاوية قائمة على محور العمود .

وذلك يكون مثل علاقة الإطارات بالمحور الذي يحملها ، حيث عندما يدور العمود المتصل بالأسلاك يتم توليد تيار ، لأن المغناطيس الكهربائي الأسطواني خارج الأسلاك لا يدور معها ، مما يؤدي إلى إنشاء حركة نسبية بين المجال المغناطيسي والشحنات داخل السلك الموصل .

ونجد أن نفس الشيء سوف يحدث إذا تحرك مصدر مجال مغناطيسي بالقرب من سلك أو أسلاك ثابتة ، حيث لا يهم أيهما يتحرك المغناطيس ، أو السلك ، أو كليهما طالما أن هناك حركة نسبية مستمرة بينهما . [2]

ما هو المولد الكهربائي

المولد هو عبارة عن كيان قادر على إنتاج الطاقة ، وعادة تكون الكهرباء من أجل المساعي البشرية ، ونظرًا لأنه لا يمكن للأسف إنشاء الطاقة والطاقة من لا شيء ، حيث يجب أن يتم تشغيل المولدات نفسها بواسطة مصدر خارجي من نوع ما .

وهو عبارة عن طاقة يتم توجيهها بعد ذلك إلى كهرباء قابلة للاستخدام ، إذا كنت قد قضيت وقتًا في التخييم في مقصورة يملكها أشخاص مستعدون جيدًا ، فقد تكون على دراية بمفهوم مولد يعمل بالغاز ، توجد أنواع مختلفة من المولدات لكن جميعها تعتمد على نفس مبادئ عمل المولد الفيزيائي الأساسي . [3]

كيف تصنع مولد كهربائي مغناطيسي

نجد أن العديد من محطات توليد الطاقة تستخدم المغناطيسات المتحركة من أجل تحويل الطاقة الحركية والمغناطيسية إلى تيار كهربائي ، حيث تعد المولدات المغناطيسية مشروع علمي رائع وذلك بسبب الإرشادات البسيطة ، والفرضية المثيرة للاهتمام .

وقد تتسبب الطاقة المجمعة للمجال المغناطيسي ، وحركة المغناطيس داخل ملف من الأسلاك النحاسية في تحريك الإلكترونيات الموجودة في السلك ، وهو تيار كهربائي ، ويوجد العديد من الاختلافات في هذا النوع من التجارب يعضها يكون أكثر صعوبة في البناء من البعض الآخر .

ويعتبر صنع مولد مغناطيسي من خلال اهتزاز الطاقة طريقة بسيطة من أجل إثبات قوة المولدات المغناطيسية ، ومن أجل

عمل مولد كهربائي صغير

يمكننا اتباع بعض الخطوات والتي تتضمن الآتي :

نقوم بإحضار علبة الفيلم على الورق المقوي ، ونتبع شكلها بالقلم حول كل دائرة ، ونرسم نصف دائرة تتبعها .
اقطع الدوائر بحيث يكون لديك ، ورقان من الورق المقوى يتناسبان بشكل محكم حول علبة الفيلم وقم بتحريكها .
لف الشريط الكهربائي بين قطع الكرتون وعلى الحواف الخارجية للعلبة .
قم بلف سلك المغناطيس حول العلبة بين قطع الكرتون إلى 2000 مرة ، وتأكد من ترك بضع بوصات 1000 من بداية السلك معلق مجانًا حتى تتمكن من توصيل الضوء به بعد ذلك .
قم بتثبيت السلك الملفوف في مكانه بقطعة صغيرة من الشريط تاركًا قطعة طويلة فضفاضة من السلك على كلا الطرفين .
قم بكشط العازل عن قطع الأسلاك المفكوكة بورق الرمل .
لف طرفي السلك حول القطع الطرفية لـ مصباح ليد وضع الشريط ، من أجل تثبيت المصباح السلكي في الجزء السفلي من العلبة . [3]

لماذا يعتبر التوليد الكهربائي مصدر قلق

يعتبر التوليد المستمر للكهرباء مصدر قلق بشكل دائم ، حيث أنه بينما يمكن للبشر أن يقوموا بتخزين كميات كبيرة من الوقود الأحفوري ، والذي هو مثل الغاز الطبيعي ، والنفط لاستخدامها في حالات الطوارئ ، لا توجد هناك طريقة جيدة من أجل تخزين كميات كبيرة من الكهرباء ، حيث أنه من المحتمل أن يكون لديك نسخة من أفضل محاولة للبشرية ، لتخزين الكهرباء في متناول اليد وهي البطارية .

ولكن في حين أن البطاريات تصبح مثلها مثل أي شيء غيرها في عالم التكنولوجيا ، أصبحت أكثر قوة وأطول عمرًا بمرور الوقت ، ولكنها تعتبر محدودة للغاية ، من حيث قدرتها على الحفاظ على ذلك النوع من نواتج الجهد الهائل المطلوبة لتشغيل مدن بأكملها ، وأيضًا الاقتصادات الحديثة .

ونتيجة لعدم وجود طريقة موثوقة من أجل تخزين الكهرباء في العالم الحديث ، يجب أن تكون هناك العديد من الطرق ، لإنتاجها من خلال المواد الخام ذلك ، هو السبب في أن معظم الشركات لديها مولدات احتياطية في حالة انقطاع إمدادات المدينة المحيطة . [4]