تعجّ الحياة من حولنا بالكثير من الاختراعات العلميّة الحديثة، والتي ما كان لنا أن نتصوّر شكل الحياة بدونها، فهل كنّا نستطيع تصوّر الحياة بدون المصباح الكهربائيّ، أو الطابعات الحديثة، أو المحرّك، أو الحاسوب، فهناك اختراعات عبقريّة لم تشكّل الحياة فحسب، بل أعادت صياغتها مرةً أخرى، وكانت الكهرباء عصب كلّ تلك التغيرات، ويمكن إنتاج الكهرباء بالعديد من الطرق، والدينامو هو أحد وأهمّ تلك الطرق، وهو موضوع مقالنا، فتابعونا.
ماهيّة الكهرباء
نستطيع أن نتصوّر ماهيّة الكهرباء عندما نتأمّل علميًّا إضاءة مصباح الكهرباء، أو إدارة محرّك “الخلاط” الذي يعمل بالكهرباء مثلا- بصرف النظر عن مصدرها- فعندما يمرّ التيار الكهربائيّ بفتيل المصباح يعمل على مقاومته، فتتولّد طاقة عالية جدًا، تعمل على تسخين الفتيل حتّى التوهّج.
وأيضًا عند مروره بملفّ الخلاط الابتدائيّ فيتوّلد مجال مغناطيسيّ حول الملفّ، وعند مروره بملفّ القلب الدوّار- المُبينة- يتولّد مجال مغناطيسيّ آخر، ولكن في اتّجاه مضاد للمجال المغناطيسيّ الأول، فيحدث عزم؛ مما يتسبّب في دفعٍ متتالٍ للمُبينة، وبالتالي استمرارية حركتها.
فالكهرباء إذن عبارة عن سيل من الإلكترونات التي تمرّ عبر موصّل، فينشأ فرق جهد كهربي بين طرفي الموصّل، وفرق الجهد هذا هو الذي يُنير المصباح، ويُدير المحرّك وغيره.
فكرة عمل الدينامو
يعتبر الدينامو من أهمّ مصادر الطاقة الكهربائيّة؛ لبساطة فكرة عمله، ولاستخداماته في العديد من الأجهزة والمعدّات، التي تستخدم الطاقة الكهربائيّة بشكل أو بآخر، ومن خلال تعرفنا على ماهيّة الكهرباء، وكيفيّة عمل المحرك، نستطيع التعرّف على فكرة عمل الدينامو، وذلك على النحو الآتي:
- يجب أن نتذكّر أنّ الكهرباء عبارة عن سيل من الإلكترونات، وهذا السيل الإلكترونيّ عند مروره بملفٍّ يمكنه توليد مجال مغناطيسيّ.
- إن للمغناطيس مجالًا ينتقل من القطب الشماليّ إلى القطب الجنوبيّ، ويُطلق على هذا المجال”مجال الفيض المغناطيسيّ”.
- وكما أنّ للكهرباء المارّة في سلك مجالًا مغناطيسيّا، ينشأ حول هذا السلك، فيمكننا إذن القيام بنفس العمليّة، ولكن في الاتّجاه المعاكس، أي نقوم بتحريك ملفّ سلك وسط مجال مغناطيسيّ، فتتولّد الكهرباء في السلك، وهي فكرة عمل الدينامو، إذن تقوم فكرة عمل الدينامو على قطع ملفّ من السلك المعزول لمجال مغناطيسيّ، فينشأ به تيار كهربائيّ.
آليّة عمل الدينامو
تقوم آليّة عمل الدينامو على الخصائص الفيزيائيّة لكلٍّ من المغناطيس، والسلك المعدنيّ، وطبيعة الكهرباء، وهذا ما سنوضّحه على النحو التالي:
أوّلًا: الخصائص الفيزيائيّة للمغناطيس
للمغناطيس العديد من الخصائص الفيزيائيّة، ما لا يتّسع المجال هنا لذكرها، لكن ما يهمّنا منها الآن هو الفيض المتراكم، والمتزاحم والمنتشر، والممتدّ بين قطبيه، والمتمركز حولهما، هذا الفيض يستطيع استثارة الإلكترونات المتواجدة بالمدار الأخير لذرات بعض المعدن، مثل النحاس، عند الحركة بداخله.
ثانيًا: الخصائص الفيزيائيّة لبعض المعادن كالنحاس
كذلك فإن ما يهمّنا هنا أن إلكترونات المدار الأخير لذرات ذلك العنصر نشطة فيزيائيًّا، بمعنى أنّها يمكنها الانتقال من مدار لمدار آخر داخل الذرّة الواحدة، ومن ذرّة لذرّة أخرى، ثمّ التي تليها حتّى نهاية السلك، عند استثارتها بأيّ مجالٍ مغناطيسيّ، وهنا ينشأ ما يسمى بالتيار الكهربائيّ.
ثالثًا: الخصائص الفيزيائيّة للتيار الكهربائيّ
للتيار الكهربائيّ العديد من الخصائص الفيزيائيّة، منها التدفّق الإلكترونيّ داخل أيّ موصّل كهربائيّ، والسريان خلاله بسرعة تعتمد على جودة الموصّل.
ومن هنا تتعاضد الخصائص الثلاث في آليّة فكرة عمل الدينامو، فعندما يدور ملفّ من سلك معدنيّ معزول داخل مجالٍ مغناطيسيّ، يقوم الملفّ بقطع الفيض المغناطيسيّ، فتُستثار إلكترونات السلك المعدنيّ، ومع استمرار الحركة للملفّ تستمرّ الإستثارة، ويستمرّ التدفّق لها داخل الملفّ، مكوّنةً التيار الكهربائيّ المتولّد من الدينامو.
استخدام الدينامو
يدخل الدينامو في تكوين العديد من الصناعات، مثل صناعة السيارات، والدرّاجات البخاريّة، والقطارات، وغيرها الكثير؛ لمدّها بالتيار الكهربائيّ اللازم لشحن بطّارياتها، وبعض الأغراض الأخرى.
كما يُستخدم بشكل مستقلّ لتوليد التيار الكهربائيّ، واستخدامه في شتّى الأغراض.
تكتسب بعض الآلات مكانتها وأهميّتها العمليّة من استخداماتها، أو الناتج منها، فعندما نعلم أن الدينامو يُستخدم لتوليد التيار الكهربائيّ، منذ اختراعه في أوائل القرن الثامن عشر، ندرك هنا فقط أهميّته وضرورته العمليّة، ونكون مدينون بالشكر العالم الفيزيائيّ مايكل فاراداي مخترع الدينامو.
ربنا يزيدكم من العلم ومن نجاح الى نجاح شكرا لما تقدمونه من خدمة للأجيال وإضاءة طريق المستقبل
السلام عليكم،.. واهلاً بك يا محمود
تسلم على الكلام الطيب ده ،..
اتمنى تكون مواضيعنا قد نالت اعجابك ،.. واتمنى لك التوفيق