المولد الكهربائي
المولّد الكهربائي هو جهاز اخترعه العالم الإنجليزيّ مايكل فارادي عام 1831م، يعمل على تحويل الطاقة الحركية الميكانيكية إلى كهربائية، حيث يتم توجيه التيار الكهربائي المتولّد إلى دارة كهربائية خارجية، وتعدّ المولدات الكهربائية أساساً في شبكات الكهربائية، وتختلف المكوّنات التي تولد الحركة في المولد الكهربائي من محركات صغيرة إلى توربينات؛ وفي بعض الأنواع الكبيرة تستخدم المياه المتساقطة، كما تستخدم محركات الاحتراق الداخلي أو الهواء المضغوط، وفي هذا المقال سيتم تقديم نبذة عن مخترع المولد الكهربائي مايكل فارادي.
مخترع المولد الكهربائي
ولد مايكل فارادي عام 1791 في إنجلترا وتوفّي فيها عام 1867، وهو عالم فيزياء وكيمياء إنجليزي، لم يكمل فارادي تعليمه المدرسي وكان ضعيفاً في الرياضيات، مع ذلك عمل واجتهد وحضر محاضرات العالم الكيميائي “همفري دافي” وأصبح مساعده لاحقاً، وألقى العديد من المحاضرات العلمية في المعهد العلمي الملكي البريطاني عن مواضيع في الكيمياء والفيزياء خاصة الكهرباء.
اهتمّ بدراسة المجال المغناطيسي ووضع أسس العلوم الكهرومغناطيسية، نتج عن دراساته وتجاربه عدد من النظريات والقوانين العلمية كقوانين التحليل الكهربائي والنفاذية المغناطيسية، وربط بين ظاهرتي المغناطيسية والأشعة الضوئية؛ إضافة لذلك وظّف فارادي أبحاثه في اختراع عدد من الأجهزة الكهرومغناطيسية كالمولد الكهربائي.
أجرى فارادي تجارب تتعلق بالتحليل الكهربائي، حيث حلل مركّب كبريتات النحاس باستخدام قطبين كهربائيين (مصعد ومهبط)، واستنتج من هذه التجارب أن الذرة تحتوي على شحنات سالبة وموجبة، وبذا يكون قد خالف نظرية دالتون الذي افترض أن الذرة لا تحتوي شحنات.
أُطلق اسمه على أحد الثوابت الفيزيائية وهو “ثابت فارادي” والذي يعبّر عن “مقدار الشحنة الكهربائية لكل مول من الإلكترونات”، وله “قانون فارادي” في الحث الكهرومغناطيسي الذي بني على أساسه المولد الكهربائي.
مبدأ عمل المولد الكهربائي
ينتج التيار الكهربائي في المولد الكهربائي عن طريق الحث الكهرومغناطيسي، حيث يتكون المولد الكهربائي من مغناطيس ذي قطبين شمالي وجنوبي يولدان مجالاً مغناطيسياً بينهما، وملف معدني يستطيع أن يدور بواسطة قوة ميكانيكية خارجية حول محور الدوران الثابت بين القطبين. يتصل طرفا الملف بحلقتين مثبتتين حول محور الدوران، وتلامسان فرشاتان تتصلان بدائرة خارجية تسمى دائرة الحمل.
يدور الملف في المجال المغناطيسي المنتظم الذي يولده المغناطيس، فيتغير عدد خطوط المجال المغناطيسي، وبالتالي يحدث تغيّر في التدفق المغناطيسي الذي يجتاز الملف ما يؤدي إلى تولّد قوة دافعة كهربائية حثيّة تأثيرية تؤدي إلى توليد تيار كهربائي تأثيري يمر في الملف، ثم ينتقل إلى دائرة الحمل الخارجي.
