تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية فاتحة عصر تقنية الكهرباء

كيف تكون حياتنا من دون تقنية الكهرباء؟

بدأ الصيف وبدأت حاجتنا للكهرباء تتضاعف مع ارتفاع درجات الحرارة خصوصا في المناطق والمحافظات الحارة التي تتزايد فيها الحاجة الى استخدام التقنية الكهربائية، هذه التقنية التي ساهمت في سعادة ورفاهية الانسان في كل مكان، والسؤال الذي يطرح نفسه كيف بدأت تقنية الكهرباء، لهذه البداية قصة تحكى كما تشير كتب التاريخ العلمي الذي يشير الى العديد من التجارب البسيطة وحتى الساذجة في البداية، ولكن من اهمها تلك التي تحكي ان لفة سلك بين طرفي مغنطيس على هيئة (حدوة حصان) وكان طرفا اللفة متصلين (بجلفانومتر) وهو جهاز به مؤشر يتحرك عند مرور التيار الكهربائي به فتحركت ابرته مدللة على أن تيارا كهربيا سرى في السلك، لقد اعترضت لفة السلك المتحركة خطوط القوة المغناطيسية المنبعثة من طرفي المغنطيس فتحركت بداخلها الالكترونات، أي تولد بها تيار كهربائي.
طاقة ميكانيكية
وهكذا تمكن فرداي من تحويل الطاقة الميكانيكية الى طاقة كهربائية، كان هذا الاكتشاف فاتحة عصر تقنية الكهرباء – واليوم تقوم قوة البخار او حتى الذرة او قوة المياه المندفعة من فتحات الخزانات او الشلالات بمهمة أصابع فراداي في تحريك لفات السلك داخل مولدات الكهرباء التي تعرف باسم «الدينمو» فتتولد الكهرباء التي تضيء المدن وتدير التليفونات واجهزة الراديو والثلاجات وتدير المصانع وما الى ذلك، وفي المولدات الضخمة يستبدل المغناطيس العادي بمغناطيس كهربائي وهو قضيب من الحديد على هيئة حدوة حصان لف حوله سلك معزول يمر فيه تيار كهربائي فيولد حوله باستمرار مجالا مغنطيسيا قويا، ولامداد هذا المغناطيس بالكهرباء قد يلحق بالمولد، مولد صغير آخر. ليتصل التيار الكهربائي المتقطع فتتصل نهاية لفة السلك بعجلتين صغيرتين تركبان على المحور المتحرك وهاتان العجلتان تمسان أثناء دورتهما جزئين ثابتين يطلق عليهما اسم (الفرشتين) يتصل بهما سلكان بنقلان التيار الى حيث يراد نقله.
هيكل حديدي
ولكن نقل التيار الى مسافات بعيدة لم يكن يتيسر بغير اكتشاف آخر لفرداي، لان القوة الكهربائية لا يمكن ان تنتقل خلال السلك من دون ان تذهب نسبة كبيرة منها سدى بسبب المقاومة التي تصادفها، وهي مقاومة اشبه بالاحتكاك الذي لا مناص منه أثناء انتقال الماء داخل انابيب ضيقة. ولذلك يستعمل محول transformer يقوم برفع ضغط التيار أي زيادة الفولت، وانقاص (الحجم). وهذا اشبه بحصر الماء داخل الانابيب التي يجري فيها بحيث يقل احتكاكه بجدر الانابيب الى الحد الأدنى، ثم يسلط ضغط مرتفع وراء الماء كي يندفع بسرعة وعند وصول التيار الى الموضع المطلوب استخدامه فيه، يقوم محول آخر بعكس العملية، أي انقاص (الفولت) الى الحد المرغوب فيه في المصانع والمنازل. والمحول قد يكون ضخما تبلغ مساحته عدة أمتار، وقد يكون في حجم علبة الكبريت، ولكن جميع المحولات كبيرة او صغيرة تتشابه في التركيب، فهي تتالف من هيكل حديدي مجوف، وعلى جانبين متقابلين منه تلف اسلاك معزولة فإذا دخل التيار في لفة السلك على احد الجانبين، ولد قوة مغنطيسية وهذه تولد تيارا كهربائيا في اللفة على الجانب المقابل يمكن اخراجه منها إلى الهدف المنشود، فاذا اردنا أن نضاعف قوة الفولت مرتين وان ننقص التيار إلى النصف، يراعى أن يكون طول السلك الملفوف على الجانب الذي يخرج منه التيار ضعف الجزء الملفوف على الجانب الذي يدخل منه التيار، وبالعكس من ذلك إذا اردنا أن نقل الفولت إلى النصف هذا ماتشير اليه الكتب المتخصصة في تقنية الكهرباء؟!
القوة المغناطيسية
أن القوة المغنطيسية، والحركة والكهرباء ثلاث اركان مترابطة، إذا توفر ركنان تولد الركن الثالث، ففي مولدات الكهرباء – الدينامو – كما يشاهد في العديد من الورش والمحطات توفر القوة المغناطيسية والحركة، فتتولد الكهرباء. اما في المحركات الكهربائية – الموتور فتتوفر المغنطيسية والكهرباء فتتولد الحركة التي بالتالي تولد الطاقة الكهربائية التي تشكل التقنية الكهربائية في صورتها العامة التي تساهم في خدمة المجتمعات وتوفير مختلف سبل الراحة والرفاهية عبر تشغيلها مختلف الاجهزة والمعدات التي تعتمد على هذه التقنية المهمة بل الضرورية لحياتنا وراحتنا وحتى سعادتنا، لنتصور حياة من دون تقنية الكهرباء.