بشكل عام يستخدم البشر الطاقة الكهربائية مئات أو الالاف المرات من دون التفكير فيها مرة أخرى، فعلى سبيل المثال يعد النقر فوق المفتاح لتشغيل الضوء أو توصيل جهاز كهربائي في مقبس الحائط هي طبيعة يستخدمها الإنسان العادي في حياته اليومية، وعادةً ما قد يتم توفير هذه الكهرباء بواسطة بعض الأجهزة الكهروميكانيكية مثل: المولدات الكهربائية المستخدمة في محطات الطاقة الكهرومائية أو توربينات الرياح.
كما يمكن لنا توليد الطاقة الكهربائية بوسائل كيميائية أو كهروضوئية مثل: استخدام البطاريات أو الطاقة الشمسية، واعتماداً على نوع الطاقة الكهربائية المطلوبة يمكن لنا حقاً استخدام طريقة واحدة أو أكثر لتوليد الطاقة الكهربائية في وقت واحد، وأيضاً تستخدم المصادر الكهرومغناطيسية للطاقة مثل: المولدات أو مولدات التيار المباشر الحقول المغناطيسية المستحثة عبر ملف كهربائي لإنتاج الكهرباء، وما لم يكن جزء من عملية التوليد غير فعال أو ضار بطريقة ما، فقد يكون من المفيد استخدام مثل هذا الجهاز لتوليد الطاقة الكهربائية.
ما هي الطاقة الكهرومغناطيسية؟
هي عبارة عن شكل من أشكال الطاقة الموجودة في كل مكان حولنا وتتخذ أشكالاً عديدة مثل: موجات الراديو وأفران الميكروويف والأشعة السينية وأشعة جاما، ويعتبر ضوء الشمس هو أيضاً شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية، ولكن يعتبر الضوء المرئي ليس سوى جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي، والذي قد يحتوي على مجموعة واسعة من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية، فعلى سبيل المثال عندما نقوم بضبط الراديو أو مشاهدة التلفزيون أو إرسال رسالة نصية أو وضع الفوشار في فرن الميكروويف فإننا نستخدم الطاقة الكهرومغناطيسية، ونحن نعتمد على هذه الطاقة كل ساعة من كل يوم، وبدونها لا يمكن أن يوجد العالم الذي نعرفه.
مزايا وعيوب مصادر الطاقة الكهرومغناطيسية
المزايا
-تتمثل إحدى ميزات استخدام مصدر الطاقة الكهرومغناطيسية في أنه اعتماداً على الجهاز الكهروميكانيكي المستخدم، فإننا لا نحتاج إلى مصدر كهربائي خارجي لتوليد الطاقة الكهربائية، وأحد الأمثلة على ذلك هو: مولد التيار المتردد (AC)، فعندما تدير الطاقة الميكانيكية الدورانية ملفاً داخل المولد فإنها تعرض هذا الملف للتغيرات في المجال المغناطيسي، وتؤدي هذه التغييرات إلى إنتاج جهد التيار المتردد (الجهد حيث يغير التيار الاتجاهات بتردد معين) بين طرفي الإخراج للملف.
ونظراً لعدم الحاجة إلى طاقة أخرى بخلاف الحركة الميكانيكية للملف الدوار يمكن أن يكون هذا النوع من الأجهزة مفيداً في المواقف التي يوجد فيها مصدر جاهز للطاقة الميكانيكية مثل: التوربينات البخارية أو الغازية أو محرك الديزل أو البنزين.
-ميزة أخرى لاستخدام مصدر الطاقة الكهرومغناطيسية هي أنه يمكننا توليد الطاقة الكهربائية على شكل تيار متردد أو تيار مباشر (DC)، وكما ذكرنا سابقاً قد يستخدم مولد التيار المتردد المجالات المغناطيسية المتغيرة لتوليد طاقة كهربائية متناوبة، ويعمل مولد التيار المستمر بطريقة مماثلة، ومع ذلك فإنه عادةً يتطلب بضع قطع إضافية لتحويل طاقة التيار المتردد الكهربائية إلى تيار مستمر.
كما تستخدم العديد من محركات ومولدات التيار المستمر جهازاً يسمى (المبدل) لتحويل التيار المتردد الذي يخرج من مولد الطاقة إلى تيار يتدفق في اتجاه واحد فقط أو تيار مباشر، وكما هو الحال مع مولد التيار المتردد تتطلب العديد من أنواع مولدات التيار المستمر مصدراً موثوقاً للطاقة الميكانيكية لتوليد الكهرباء.
العيوب
قد لا تكون مصادر الطاقة الكهرومغناطيسية مفيدة أو قد تكون خطرة في الاستخدام في ظل ظروف معينة، فعلى سبيل المثال إذا كنا بحاجة إلى مصدر طاقة عالية فأنه يلزم تشغيل كل من مولدات طاقة التيار المتردد والتيار المستمر بسرعة غير متغيرة، وعلاوة على ذلك بينما ينتج مولد طاقة التيار المستمر تياراً كهربائياً يتدفق في اتجاه واحد فإن التيار الكهربائي غير منتظم، ولتنظيم التيار الناتج عن مولد التيار المستمر سنحتاج إلى معدات كهربائية إضافية مثل: بطاريات ومكثفات ومحثات بالإضافة إلى مكونات إلكترونية تسمى الثنائيات لضمان بقاء التيار ضمن نطاق منظم.
ونظراً لأن المولدات تستخدم المجالات الكهرومغناطيسية لإنتاج الكهرباء فقد تكون هذه الحقول خطرة على معظم الأشخاص الذين يستخدمون معدات طبية حساسة مثل: أجهزة تنظيم ضربات القلب، كما يمكن أن تتداخل المجالات الكهرومغناطيسية هذه نفسها أيضاً مع الأجهزة الكهربائية والإلكترونية الأخرى مثل: الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر، وقد تنتج عملية توليد الطاقة الكهربائية أيضاً حرارة؛ لذلك سيكون من الأفضل عدم استخدام مولد حول العناصر أو في البيئات التي قد توجد بها مادة قابلة للاشتعال.
