الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية: كيفية التحويل ، أسئلة وأجوبة وحقائق

تقنيات تحويل الطاقة نعمة للحضارة. تناقش هذه المقالة بعمق كيفية تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

تحتوي معظم الأجهزة التي تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية على محرك كهربائي مدمج فيها يعمل عن طريق تفاعل المجال المغناطيسي للمحرك مع التيار الكهربائي الذي يمر عبر سلك. يولد هذا التفاعل عزمًا يتسبب في دوران العمود ، أي الطاقة الميكانيكية.

يمكن الحصول على مزيد من المعلومات حول تحويل الطاقة في العناوين الفرعية التالية.

اقرأ المزيد عن 8+ مثال على الطاقة الكهربائية والميكانيكية: تفسيرات مفصلة 

كيف تحول الكهرباء إلى طاقة ميكانيكية؟

المحرك الكهربائي هو مكون في العديد من الآلات والأجهزة التي تساعد في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تتفاعل الطاقة الكهربائية التي يوفرها التيار الكهربائي المتدفق في سلك مع المجال المغناطيسي. ينتج عن هذا التفاعل عزم دوران يقوم بتدوير الملف ومن ثم يتم إنتاج الطاقة الميكانيكية.

اقرأ المزيد عن 10+ أمثلة للطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية: تفسيرات مفصلة

الطاقة الكهربائية لجهاز الطاقة الميكانيكية

تعمل العديد من الأجهزة التي نواجهها يوميًا على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. وهنا عدد قليل:

مروحة كهربائية

عندما يتم إمداد المروحة بالطاقة الكهربائية على شكل تيار متردد (تيار متردد) ، يقوم المكثف الموجود في المروحة بتخزين الطاقة ويستخدمها لتدوير المروحة. يوفر المكثف الطاقة لملفات الجزء الثابت التي تطور مجالًا مغناطيسيًا دوارًا وتجبر الدوار (المحرك الكهربائي) على الدوران في اتجاه المجال المغناطيسي. وبالتالي يتم نقل هذه الطاقة إلى شفرات المروحة وبالتالي يتم تحويل الطاقة الميكانيكية.

خلاط أو مطحنة

يشتمل الخلاط على محرك يلعب دور تحويل الطاقة الكهربائية الموردة إلى طاقة ميكانيكية للشفرات الدوارة. عندما يكون المحرك نشطًا ، يدور عمود قارنة التوصيل المتصل بالمحرك بسرعته وبالتالي ينتقل إلى الشفرات.

إذا تم توفير المزيد من الطاقة للمحرك ، فإن الشفرات تدور بسرعات عالية والعكس صحيح.

اقرأ المزيد عن 17+ مثال على الطاقة الميكانيكية إلى الإشعاعية: تفسيرات مفصلة

غسالة

يعمل المحرك الكهربائي الموجود في الغسالة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية دورانية (أي طاقة ميكانيكية) تساعد في غسل الملابس.

غسالة أطباق

في الوقت الحاضر ، أصبحت غسالات الأطباق جهازًا كهربائيًا شائعًا في كل منزل تقريبًا.

يتم تنظيف الأطباق بغسالة الأطباق التي تحتوي على مضخة تقوم برش الماء عالي الضغط. يعمل محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر على تشغيل المضخة. تتم إعادة تدوير المياه باستخدام نظام تصفية.

يتم تحويل الطاقة من الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الميكانيكية بمساعدة محرك DC عالي الجهد في غسالة الأطباق.

ماكينة حلاقة

في ماكينة حلاقة ، محرك DC يحول الطاقة الكهربائية إلى الطاقة الميكانيكية التي بسببها تتأرجح شفرات ماكينة الحلاقة المتحركة بوتيرة سريعة. توجد شفرات ثابتة تتداخل مع الشفرات المتحركة أثناء قص الشعر.

كيف يحول المحرك الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية؟

كما نوقش أعلاه ، يجد المحرك الكهربائي مجموعة متنوعة من التطبيقات في المراوح الكهربائية ، والأجهزة المنزلية ، والآلات ، إلخ.

قد يتم تشغيل محرك كهربائي بواسطة مصدر تيار متردد (تيار متناوب) أو مصدر تيار مستمر (تيار مباشر). يعمل المحرك الكهربائي على مبدأ الكهرومغناطيسية حيث يعمل الكهربائي المجال والمغناطيسية تولد التفاعلات الميدانية عزم دوران يتسبب في دوران المحرك.

يتكون المحرك (محرك DC) من الجزء الثابت (المغناطيس) ، والدوار (محور مع ملف مركب عليه والذي يدور بسرعات عالية ويعمل كمغناطيس كهربائي) ، ومبدل أو مفتاح ، ومصدر للطاقة (DC) وفرش. . عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر الملف (على الدوار) ، فإنه يولد a المجال المغناطيسي كما نعلم، تولد المجالات الكهربائية الحاملة للتيار مجالًا مغناطيسيًا. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي المتولد مع المجال المغناطيسي بسبب الجزء الثابت والذي يؤدي بدوره إلى إنشاء عزم الدوران. يجعل عزم الدوران الدوران وبالتالي يتم إنتاج الطاقة الميكانيكية.

مبدأ الحفاظ على الطاقة الميكانيكية

بيان مبدأ الحفاظ على الطاقة الميكانيكية:

"إذا كانت القوى المحافظة فقط هي التي تقوم بعمل ما ، فإن إجمالي الطاقة الميكانيكية للنظام لا يزيد ولا ينقص في أي عملية. إنها تبقى ثابتة - إنها محفوظة ".

تعني القوة المحافظة عمومًا أن العمل الذي تقوم به القوة على تحريك جسم من نقطة إلى أخرى لا يعتمد على مسار العمل ، ولكن فقط على المواضع الأولية والنهائية للجسم. تشمل الأمثلة قوة الجاذبية والقوة الكهربائية وما إلى ذلك.

يمكن وصف بيان مبدأ الحفاظ على الطاقة الميكانيكية بعبارات بسيطة على النحو التالي: مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة أثناء أي جزء من حركة الجسم هو نفس مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة أثناء أي مكان آخر للحركة. هنا ، إجمالي الطاقة الميكانيكية هو مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة للجسم قيد الدراسة.

اقرأ المزيد عن 17+ أمثلة للطاقة الميكانيكية: تفسيرات مفصلة ، عدة حقائق

الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية: أسئلة متكررة

أعط مثالاً موجزاً يوضح مبدأ الحفاظ على الطاقة الميكانيكية.

نحن نعلم أن مبدأ الحفاظ على الطاقة الميكانيكية صالح فقط للأجسام المتحركة تحت تأثير القوى المحافظة.

ضع في اعتبارك حركة قطار الملاهي في مدينة ملاهي مليئة بالمغامرات. إهمال الاحتكاك أو تأثير أي قوى أخرى غير محافظة ، فإن قوة الجاذبية هي القوة المحافظة الوحيدة التي تعمل عليها.

حفظ الطاقة الميكانيكية في قطار الملاهي
اعتمادات الصورة: ويكيميديا ​​كومنز

في أعلى الموضع ، ستكون طاقته الكامنة في أقصى حد وتكون الطاقة الحركية عند الحد الأدنى. بينما ، في أدنى موضع ، ستكون الطاقة الحركية للأفعوانية هي الحد الأقصى حيث ستكون لها سرعة عالية وتكون الطاقة الكامنة في الحد الأدنى. في أي مواضع بينهما ، ستكون الطاقات الحركية والمحتملة بطريقة تجعل مجموعها ، أي ، سيكون إجمالي الطاقة الميكانيكية ثابتًا.

أعط ملاحظات قصيرة عن الحث الكهرومغناطيسي.

اقرأ المزيد عن أمثلة الحفاظ على الطاقة الميكانيكية: نظرة تفصيلية

انتقل إلى الأعلى