تم النشر اليوم 2024/06/02 | إثارة (مغناطيسية)

الإثارة في مولد كهربائي

مبدأ التضخيم
الجهد المتولد من مولد ذو مغناطيس ذاتي تكون ثابتة . و بصفة عامة يتناسب الجهد المتولد في مولد مع شدة المجال المغناطيسي. أي كلما زادت شدة المجال المغناطيسي المثيرة يزداد الجهد الكهربائي المتولد . فإذا استخدمنا ملفا للإثارة المغناطيسية زاد الجهد الكهربائي المتولد بزيادة شدة المجال المغناطيسي . وعندما لا يمر تيار خارجي في الملف يختفي المجال المغناطيسي وبالتالي يختفي الجهد الكهربائي . الشكل التوضيحي مأخود من المقال الإنجليزي وهو ليس مرئيا هنا . هناك صورة إلى اليمين تبين عضو دوار بين قطبي مغناطيس ذاتي على شكل حدوة الحصان . العضو الدوار عبارة عن ملف من سلك ، فإذا قمنا بتدوير الملف نشأ فيه تيار كهربائي يمكن الاستفادة منه .أي تتحول الحركة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية . هذا هو مبدأ توليد الكهرباء في الدينامو أو توليد التيار من سد مائي أو من دوران زعانف مروحة تحول طاقة الرياح إلى تيار كهربائي وهو يتم عن طريق مولد كهربائي . وفي الشكل إلى اليسار (أنظر المقال في ويكيبيديا الإنجليزية) استعيضا عن المغناطيس الذاتي بمغناطيس يعمل بالكهرباء ، فملفوف علي ناحيتي حدوة حديدية ملفان لتوليد مجالا مغناطيسيا بواسطة تيار كهربائي إضافي . بالمثل في تلك الآلة ، إذا أدرنا فيه العضو الدوار نشأ تيار في الملف المركزي (العضو الدوار) وفي الدائرة الخارجية ويمكن استغلاله . وعمليا هذه هي طريقة توليد الكهرباء من سد مائي ، مثل خزان أسوان أو السد العالي. ويمكن اعتبار المولد الكهربائي انه مضخم ، يستخدم قوة كهربائية صغيرة لإنتاج قوة كهربائية كبيرة . وتنشأ القوة الكهربائية الكبيرة من طاقة سقوط المياه . ولكن نحتاج للمغناطيس تيار كهربائي صغير تنتجه آلة أخرى صغيرة. لانتاج طاقة كبيرة من سد مائي نحتاج أولا إلى مجال مغناطيسي يحول حركة العضو المتحرك إلى كهرباء . ونحن ننتج أولا تيار كهربائي من آلة صغيرة أو بطارية لامداد مغناطيس المولد الكبير وبحركة المياه التي تدير العضو الدوار يتولد التيار الكهربائي من الخزان . العضو الدوار ذو 40 زوج أقطاب لمولد كهرباء في سد هوفر بالولايات المتحدة الأمريكية أثناء أعمال الصيانة .
إثارة منفصلة
Alternator of 1930s diesel generating set, with excitation dynamo above
بالنسبة إلى مولد كهربائي كبير أو مولد كهربائي قديم يستخدم دينامو عادة لإثارة مولد الطاقة الكبير . والدينامو عبارة عن مغناطيس ذاتي أو يعمل ببطارية تنتج المجال المغناطيسي للمولد الكبير . الصورة تبين جهاز يعمل بالديزل ليدير العضو الدوار وعن طريق إثارة مغناطيسية تأتي من دينامو فوق الجهاز فينتج التيار الكهربائي (الجهاز هو مولد كهربائي) . الإثارة الذاتية
تحتوي مولدات الكهرباء الحديثة على ملفات للمجال المغناطيسي «تثار ذاتيا» حيث تستطع جزء من الطاقة الكهربائية المتولدة من العضو الدوار لتغذية الملف . تتبقى جزء من المغناطيسية في حديد العضو الدوار حتى بعد انقطاع التيار عنه . فعند بدء المولد تنتج تلك المغناطيسية الضعيفة جهدا كهربائيا في ملفات العضو الثابت والذي يتسبب بالتالي في زيادة تيار الإثارة ، وتتزايد سرعة الآلة حتى تصل إلى جهدها العالي . ورشة انتاج الكهرباء: في المقدمة الصندوق الأصفر وهو عبارة عن جهاز الإثارة ، يتبعه مولد توربيني (أصفر) وخلفه توربين بخاري (أزرق) لانتاج الكهرباء.

شرح مبسط

إثارة في المغناطيسية و الكهرباء (بالإنكليزية: Excitation)