مولد التيار المتناوب

مولدات التيار المتناوب



يُنتج المولد البسيط الذي سبق ذكره تياراً متناوبًا في حلقة السلك. ولكونه مولد تيار متناوب فإنه يحتاج إلى طريقة ما ليرسل التيار الذي ينتجه إلى الجهاز. وهذا يتم بوساطة حلقات تجميع أو حلقات انزلاق وقطع ثابتة من الكربون تسمى الفُرش. ويتصل طرفا نهاية كل ملف من الأسلاك بحلقة تدور مع دوران ملف الأسلاك. وتلامس الفرشاة كل حلقة ثم تنقل الكهرباء من الفرشاة بسلك يتصل بالأجهزة التي تستخدم الكهرباء. وبالتالي فالتيار الذي ينتج في ملف الأسلاك يسري إلى داخل المولد وخارجه خلال الحلقات والفرش.


كيف تعمل مولدات التيار المتناوب



تختلف مولدات التيار المتناوب العملية عن مولدات التيار المتناوب البسيطة في عدة أوجه. فالمولدات العملية مزودة بمولد إضافي يعرف بالمستثير. ويمد المستثير تياراً مستمراً للمغنطيس الكهربائي الذي يستخدم لإحداث مجال مغنطيسي في داخل مولد التيار المتناوب. وتتكون حافظة مولد التيار المتناوب من أسلاك من النحاس ملفوفة على شكل مئات من الملفات حول شقوق محفورة في قلب حديدي. ويتكون المغنطيس الكهربائي من قضبان نحاسية ملفوفة حول قلوب حديدية.

وفي معظم مولدات التيار المتناوب تكون الحافظة هي العضو الساكن، وبنية المجال هي العضو الدوار. ومعنى ذلك أن المغنطيس الكهربائي الذي ينتج بنية المجال، يدور لكي يقطع المجال المغنطيسي ملفات الحافظة. في تلك المولدات تستخدم حلقات الانزلاق لنقل التيار المستمر من المولد المستثير إلى المغنطيس الكهربائي في بنية المجال. وتتصل ملفات الحافظة مباشرة بأسلاك خارجية لنقل التيار المتناوب المتولد. وقد وجد المهندسون أنه من الأسهل اتباع تلك الطريقة في توصيل التيار المنخفض نسبيا من المستثير بوساطة حلقات الانزلاق وأخذ التيار العالي المتولد مباشرة من الحافظة. ويطلق على هذا النوع من مولدات التيار المتناوب المولدات المتزامنة، لأنها تنتج جهداً له ذبذبة متناسبة أو متزامنة مع سرعة العضو الدوار.

وقد يكون لبنية المجال في مولدات التيار المتناوب مغنطيس كهربائي واحد، ولكن، غالباً، يكون لها مغنطيسان أو ثلاثة أو أربعة أو أكثر من ذلك. وهذا يعني أن المجال المغنطيسي المنتج بوساطة بنية المجال يكون له اثنان أو أربعة أو ستة أو ثمانية أو أكثر من ذلك من الأقطاب ـ أي قطبان لكل مغنطيس كهربائي. وينتج المولد دورة واحدة متكاملة من التيار عندما يقطع زوجان من الأقطاب ملف الحافظة، بدلاً من دورة واحدة لكل دورة متكاملة من بنية المجال. وتبعًا لعدد المغنطيسات الكهربائية، فإن تلك المولدات تستطيع أن تنتج دورة، أو اثنتين، أو ثلاثًا، أو أربعًا أو أكثر لكل لفة من بنية المجال، أو الحافظة. فمولِّد التيار المتناوب ذو القطبين يلزمه أن يلف 3,000 لفة في الدقيقة ليولد تياراً تردده 50 هرتز أو يلف 3,600 لفة في الدقيقة ليولد تيارًا تردده 60 هرتز.
أنواع مولدات التيار المتناوب



يطلق على بعض مولدات التيار المتناوب أحادية الطور ويكون لحافظتها مجموعة من الملفات مماثلة لعدد الأقطاب في بنية المجال. ولكن غالبية مولدات التيار المتناوب لها ثلاث مجاميع من ملفات الحافظة لكل قطب، ولذا فهي تنتج ثلاثة تيارات في الوقت نفسه. وتعرف تلك الأنواع من المولدات بالمولدات ثلاثية الطور، وتنتج تلك المولدات قدرة أكبر من التي تنتجها المولدات أحادية الطور، كما أنها تحسن نقل القدرة الكهربائية واستخدامها.
استخدمات مولدات التيار المتناوب



المولدات الرئيسية في معظم محطات القدرة الكهربائية مولدات تيار متناوب، لسهولة رفع الجهد للتيار المتناوب أو خفضه باستخدام جهاز كهرومغنطيسي بسيط يعرف بالمحول. انظر: المحول. ويصمم المهندسون مولدات التيار المتناوب لتوليد تيار بجهد محدد. ويصل هذا الجهد في كثير من المولدات الضخمة إلى 18,000 أو 22,000 فولت. ويستعان بمحول رافع ليمكن رفع الجهد إلى 345,000 أو 765,000 فولت، لدفع التيار إلى مسافات طويلة. ويتم خفض الجهد بعديد من محولات الخفض إلى جهد يمكن استخدامه في المناطق التي تستخدم فيها الكهرباء. وعلى سبيل المثال تستخدم الأجهزة الكهربائية في المنازل بأستراليا وأوروبا 240 فولتًا، بينما تستخدم في الولايات المتحدة 115 فولتًا. أما في بعض المكاتب والمصانع فيلزمها مابين 480 فولتًا و 4,000 فولت.

شكرااااا

شكرا على المعلومة المميزة وانشاء الله الابداع