توليد الكهرباء

في عام 1820 اكتشف العالم هانز أورستد أن مرور التيار الكهربائي داخل موصل معين يولد مجالًا مغناطيسيًا حول هذا الموصل، حيث استفاد العلماء من هذه الظاهرة في صناعة المحركات الكهربائية التي تستخدم في بعض السيارات الحديثة وصناعة بعضها. أجهزة للكشف عن وجود التيارات الكهربائية مثل الجلفانومتر، ولكن مع مرور الوقت، تساءل العلماء عما إذا كان مرور التيار الكهربائي داخل الموصل يخلق مجالًا مغناطيسيًا، لذلك يمكننا توليد تيار كهربائي ناتج عن حركة موصل في المجال المغناطيسي الخارجي

هذا ما توصل إليه العالم مايكل فاراداي عمليًا عندما وجد أن تحريك موصل داخل مجال مغناطيسي خارجي، يوجد تيار كهربائي متولد داخل هذا الموصل، وقد استفاد العلماء من هذه الظاهرة في الحصول على مصادر طاقة كهربائية أكبر بكثير من تلك المتولدة عن طريق أعمدة الكهرباء التي أدت إلى تزويد المدن والمصانع بكميات كبيرة من الطاقة الكهربائية، ومن خلال هذا المقال سنتعرف على مفهوم وتعريف ومعنى قانون فاراداي والعوامل التي نحتاجها لتوليد التيار الكهربائي ونذكر أهم التطبيقات العملية حول هذه الظاهرة.

قانون فاراداي والعوامل المرتبطة به

وجد العالم مايكل فاراداي أن هناك تيارًا كهربائيًا وقوة دافعة كهربائية (تسمى هاتان الكميتان بالقوة الدافعة الحالية والحثية) التي تتولد في الموصلات التي تتحرك في مجال مغناطيسي خارجي. في التدفق المغناطيسي، يتم شرح ذلك في العلاقة التالية.

القوة الاستقرائية تساوي التغيير في التدفق المغناطيسي (sd = سالب ( تدفق / الوقت)) والتدفق المغناطيسي يساوي مضاعفة نقطة شدة المجال المغناطيسي ومنطقة الملف (التدفق ( ) = المجال المغناطيسي. المنطقة)، في حين أن التيار الاستقرائي يساوي نتيجة قسمة القوة الدافعة الحثية على مجموع المقاومة الحالية، ومن خلال هذا القانون، وجد العالم فاراداي أنه لظهور قوة دافعة استقرائية و تيار حثي، يجب أن يتحرك هذا الملف في مجال مغناطيسي خارجي، وأن الزاوية بين مستوى الملف والمجال المغناطيسي الخارجي لا تساوي الصفر.

التطبيقات العلمية لقانون فاراداي

هناك العديد من التطبيقات في Faraday والتي يتم استخدامها في العديد من المجالات، ومن أهم هذه التطبيقات

  • المحول الكهربائي يستخدم المحول الكهربائي في عملية نقل الطاقة الكهربائية من الأماكن التي تتولد فيها إلى الأماكن التي تستهلك فيها، وكذلك يستخدم لتقليل أو رفع التيار الكهربائي والجهد.
  • المولد الكهربائي (دينامو) يستخدم المولد الكهربائي في مجال توليد الطاقة الكهربائية والتيار الكهربائي، حيث يعتمد توليد التيار الكهربائي على حركة ملف موصل داخل مجال مغناطيسي خارجي.