الفرق بين المحرك والمولد

الفرق بين المحرك والمولد
الفرق بين المحرك والمولد

الطاقة وتحولاتها

كما يقال في علم الفيزياء بأن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم وإنما تنتقل من شكل إلى آخر ومن جسم إلى آخر، وهذا ما يفسر أن تكوّن الطاقة في شكل ما وتتحول بعد ذلك إلى شكل آخر، وتوجد عدة أشكال للطاقة الكامنة في هذا الكون، إذ توجد الطاقة المائية التي تنتج من حركة مياه الأنهار والشلالات، وتوجد الطاقة الهوائية التي تستغل في تحريك الطواحين الهوائية، وتوجد الطاقة الكهربائية التي تستخدم لتشغيل عدد كبير من الأشياء يوميًا، وتوجد الطاقة الحركية التي يمكن من خلالها توليد أشكال أخرى من الطاقة، وعند الحصول على أي شكل من أشكال الطاقة المذكورة، فإنه توجد عدة وسائل يمكن من خلالها تحويل هذه الطاقة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة وهكذا.

وتوجد العديد من الطرق الخاصة التي من خلالها تحوّل الطاقة من شكل إلى آخر، فمثلًا تستخدم حركة الطواحين الهوائية الناتجة عن طاقة الرياح خلال عملية طحن القمح وصناعة الدقيق، كما تستخدم توربينات خاصة أسفل الشلالات في توليد الطاقة الكهربائية، وتوجد أجهزة خاصة لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر من خلال احتوائها على مكونات خاصة، ومن خلال عمل هذه المكونات تتحول الطاقة من شكل إلى آخر.

ومن أهم هذه الأجهزة التي تحول الطاقة من شكل إلى شكل آخر؛ المحرك الكهربائي والمولد الكهربائي، ولكل منهما آلية عمل خاصة وطريقة خاصة لتحويل الطاقة، على الرغم من أن كلا الجهازين لهما المكونات الداخلية نفسها، وأن ما يختلف بينهما طريقة ترتيب هذه المكونات في الداخل والتي ينتج عنها تغيير شكل الطاقة المطلوب التحول منها وإليها.[١]


الفرق بين المولد الكهربائي والمحرك الكهربائي

يعتمد كل من المحرك والمولد على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي الفيزيائي، ويتضمن مبدأ  الحث الكهرومغناطيسي وصفًا للسلوك الذي يتعلق بالموصلات الكهربائية التي تُعرض لمجال مغناطيسي منتظم، لكن ما يُميز المولد المهربائي أنه ينقسم إلى نوعين؛ مولد كهربائي يُنتج تيارًا كهربائيًا مستمرًا والآخر يُنتج تيارًا كهربائيًا مترددًا ويُعرف اسمهما العلمي بـ AC أو DC. ويمكن التفريق بين المحرك والمولد عن طريق ما يأتي:

المولد الكهربائي

المولد الكهربائي يولّد الطاقة الكهربائية من خلال تحويل الطاقة الميكانيكية الناتجة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي التي تولد طاقة حركية في ملف يوضع داخل مجال مغناطيسي، أو قد يكون ذلك بطريقة ميكانيكية بحتة عن طريق استغلال حركة الرياح والمياة الجارية والاستفادة من الطاقة الميكانيكة التي تتولد عن ذلك، لتتحول إلى طاقة كهربائية فيما بعد، أما عن تفاصيل الاختلاف، فإن المولد الكهربائي يتبع طريقة فليمنج بقاعدة اليد اليسرى في الحركة، والتيار الكهربائي يُولّد من خلال أسلاك حديدة مُلتفة، والعمود المسؤول عن الحركة يُحركه المُحرك بقوة ميكانيكية ليُنتج قوة أو طاقة كهربائية.[٢]


المحرك الكهربائي

يحوّل المحول الكهربائي الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكة نتيجة ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، وذلك بتمرير تيار كهربائي في المحول الكهربائي للتأثير على الملف، فيتحرك، ويولد طاقة ميكانيكية خاصة، يمكن استغلالها في العديد من المجالات والأجهزة المنزلية المختلفة.[٣]

ويختلف المُحرك الكهربائي عن المولد الكهربائي بأنه يتبع طريقة فليمنج بقاعدة اليد اليُمنى عكس المُولد واللفائف الحديدية هي التي تُزود العمود المُتحرك بالتيار الكهربائي، أما عن آلية عمل عمود المُحرك الرئيسي، فتكون بفعل الحقل المغناطيسي المُوّلد بين المُحرك والمغناطيس، ويكمن الفرق الأساسي بين المولد والمُحرك بأن الأخير يستهلك الطاقة الكهربائية غير أن الأول يُنتجها.[٤]


إيجبيات المُحرك الكهربائي وسلبياته

تُعد تكلفة المُحرك الكهربائي أقل بكثير من المُحركات من الأنواع الأُخرى والتي تعمل على الوقود والنفط، غير أنها تُعطي ذات القُدرة الحركية، لكن عدد الأجزاء المُتحركة في المُحرك الكهربائي أقل بكثير من المُحركات الأُخرى، وذلك يعني عمر أطول للعطاء والتشغيل، فقد يزيد عُمر التشغيل الافتراضي للمحركات الكهربائية لما يزيد عن 30 ألف ساعة عمل دون الحاجة إلى إصلاحات كثيرة له، خاصة مشكلات البطارية التي تُعاني منها المُحركات التي تعمل على الوقود وهي أكثر كفاءة من المحركات العادية بسبب التحكم الكامل بها عن طريق خاصية التشغيل والإيقاف الأوتوماتيكية؛ وقد تكون ميزة أُخرى من ميزات المُحرك الكهربائي بأنه يعمل ضمن درجات حرارة مُنخفضة ما دون الصفر المئوي لعدم احتوائه على الوقود الذي يحدث أن يتجمد ويوقف عمل المُحرك في درجات الحرارة المُنخفضة.

أما عن سلبيات المُحركات الكهربائية فهي تتمثل بصعوبة إعادة شحن المُحرك بالطاقة في بعض الأماكن البعيدة والتي تضع مبالغ باهظة مُقابل إعادة شحن المُحرك، وقد لا يكون التيار الكهربائي مناسبًا للمُحرك، فذلك يحتاج إلى وقت أطول لإعادة الشحن مما يرفع التكلفة، وهي في حالات مُعينة ومحدودة فقط.[٥]


إيجبيات المولد الكهربائي وسلبياته

تكمن إيجابيات المولد الكهربائي بالعمليات المتوازية البسيطة المستمرة فيه، فطريقة عمله وبنائه تعد بسيطة بالمقارنة مع المولدات الأُخرى على سبيل المثال المولدات التي تعمل على الوقود، كما أن مشكلات المولد الكهربائي أقل وإصلاحها أسهل من المولدات الأُخرى، كما أنه من أنواع الطاقة البديلة النظيفة وأكثر كفاءة.

إلا أن سلبيات المولد الكهربائي تتلخص بأن التيار الكهربائي يُنتج من خلال حركة الفرشاة على الحلقات المعدنية المُنزلقة على ذراع الحركة، فهي تتبع نظرية فاراداي الكهرومغناطيسية، فعندما يقطع الموصل المنطقة المُمغنطة، ترتفع قوة التيار وهو ما يُنتج التيار DC، وقد طُوّر المُحرك الكهربائي في الوقت الحالي ليُقلل حركة الاحتكاك بين الفرشاة والعمود الناقل، لذا أصبح المحرك أطول عمرًا وأقل صيانة عما كان عليه سابقًا، وينتج عن الحركة والاحتكاك المُتكرر بالغالب أصوات تُشبه فرقعة الكهرباء، كما أن المُولد الكهربائي أغلى ثمنًا من المولدات الأُخرى واستحداث المزيد من محطات الطاقة يعني المزيد من التلوث البيئي فالسيارات التي تعمل على مولدات الطاقة الكهربائية ليست خالية تمامًا من الانبعاثات.[٦]


استخدامات المولد الكهربائي

ساعد اختراع المولد الكهربائي في حل العديد من المشكلات التي تتعلق في إنتاج الطاقة والإضاءة ومتابعة الأعمال على مدار الساعة، فعلى سبيل الاستخدام الشخصي ساعد المولد الكهربائي المقيمين في المناطق النائية في الحصول على كهرباء دائمة في حال لم تصلهم خدمات الكهرباء، وتُساعد المنازل في المناطق التي تعاني من تذبذب التيار الكهربائي أو انقطاعه في بعض الأوقات لفترات طويلة، أما على سبيل الأعمال فوجدت العديد من الشركات في المولدات الكهربائية وسيلة في حماية مخرجاتها ومدخلاتها على الحواسيب في حال انقطاع الكهرباء الفجائي فلا يتاثر العمل، إذ إن المولدات تعمل على الفور عند انقطاع الكهرباء.

كما أن المولدات الكهربائية ساعدت على زيادة الإنتاجية بزيادة أوقات العمل، خاصةً في أماكن العمل الميداني واستحداث الشوارع والمباني البعيدة وغيرها، كما أن له عدة فوائد، فالعديد من الأشخاص يستخدمون المُولد الكهربائي لإضاءة مزارعهم أو خلال رحلات التخييم أو للحفلات الخارجية، كما أنها تُساعد في بعض الحالات على الوصول إلى كمية الطاقة المطلوبة إذا زاد الاستهلاك عن الحد الأقصى للطاقة الموجودة أصلًا في مكان مُعين.[٧]


استخدامات المحرك الكهربائي

يُستخدم المُحرك الكهربائي في العديد من المجالات الحياتية المُختلفة، فهو يدخل في الصناعة والأدوات المنزلية، كالمراوح والمصاعد والمضخات والأدوات الكهربائية الصغيرة كالخلاطات وغيرها، وبفعل القوانين الصارمة لاستهلاك الكهرباء والحد من آثار الغازات السامة التي تصدر من أنواع المُحركات التي تعمل على الوقود ازداد الطلب على المحركات التي تعمل على الكهرباء في الفترة الأخيرة، وارتفاع مستوى المعيشة في العالم جعل المحرك الكهربائي أساسًا للاستخدام في المنازل والمكاتب وفي مناحي الحياة المُختلفة، كالتكييف والتبريد وغيرها، كما أن التوجه العالمي أصبح الآن نحو السيارات صديقة البيئة التي تعمل على المحركات الكهربائية للحد من التلوث وتقليل الغازات السامة الناتجة عن احتراق الوقود.

تُعد المحركات الكهربائية أقل ثمنًا ووزنًا مقارنة بالأنواع الأُخرى من المُحركات، وهذا هو السبب الرئيسي لانتشارها الواسع، كما أن انخفاض تكلفة صيانتها جعل المحركات الكهربائية أكثر طلبًا واستخدامًا في الأجهزة الصناعية والمنزلية وفي الآليات الصناعية الكبيرة والسيارات، كما أن المحركات الكهربائية طُوّرت في الفترة الأخيرة لتصبح الأجهزة موفرة أكثرًا للطاقة الكهربائية بتقليل الفاقد منها كما في الأجهزة الكهربائية المنزلية، فقد أصبحت أكثر كفاءة وأقل استهلاكًا للكهرباء، ومن أهمها الثلاجات والمبردات المنزلية والغسالات والجلايات، فنلاحظ بالفترة الأخيرة بأن تغيير أحد تلك الأجهزة في المنزل يُخفض فاتورة الكهرباء انخفاضًا ملحوظًا رُغم أن كفاءتها أعلى بكثير من الأجهزة القديمة المُستخدمة وثمنها الذي يُعد أقل بكثير مما كان سابقًا.[٨]


المراجع

  1. Charles R. Russell Everett B. Woodruff Fred Landis Rex Wailes Robert L. Seale , " Energy conversion "، britannica, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  2. " How Does a Generator Create Electricity? How Generators Work", dieselserviceandsupply, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  3. Satvik Gupta (12-3-2018), "What is the difference between electric motor and electric generator?"، quora, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  4. "What are the Differences between Electric Motor and Electric Generator?", motorgearengineer, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  5. Hastings, Adams (15-9-2016), "Major Advantages & Disadvantages of Electric Motors "، nearsay, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  6. "Advantages and disadvantages of electricity generator", alley600,20-2-2016، Retrieved 30-9-2019. Edited.
  7. " 10 Things You Can Use An Electric Generator For", bellwoodrewinds, Retrieved 30-9-2019. Edited.
  8. "Electric Motors", rogerscorp, Retrieved 10-3-2019. Edited.

481 مشاهدة