آليّة عمل المولِّد الكهربائي

بعدَ اكتشاف العالم فاراداي أنَّ عمليّة تغيير المجال المغناطيسي العمودي على سلك موصِل للكهرباء يؤدّي إلى إنشاء فرق جهد كهربائي في هذا السلك، وإذا كان السلك يُشكّل دارّةً مُغلقة، فإنَّ هذا سوف يؤدّي إلى مرور تيار كهربائي من خلاله، والنتيجة الطبيعية هي أنَّ التيّار الكهربائي عندما ينتقل عبر موصِل يؤدّي إلى إنتاج مجال مغناطيسيّ، وهذا هو مبدأ عمل المغناطيس الكهربائي. استطاع فاراداي أن يكتشف أنّه عندما يتم لفّ الأسلاك على شكل لفائف، فإنَّ فرق الجهد الكهربائي النّاتج (وبالتالي مقدار التيّار الكهربائي) يتناسب بشكل طردي مع عدد لفّات الملف، كما أنّه يتناسب طرديّاً أيضاً مع مُعدَّل التغيُّر في المجال المغناطيسي.

تتكوّن معظم المولِّدات من عنصرين يعملان معاً من أجل إنتاج الكهرباء. يتمّ إنشاء التيّار الكهربائي في الجزء الثابت، وهو الجزء الحديديّ الموجود في المركز، والذي يُلَفّ حوله الملف الفلزّي والذي يتم وصله بالمولِّد الكهربائي. يدور العضو الدوّار ( Rotor) حول الجزء الثابت، وذلك يؤدّي إلى إنتاج المجال المغناطيسي المُتغيِّر. العضو الدوّار في المولِّدات الكهربائيّة المُستخدمة في المنازل -والتي تكون صغيرة عادةً- تحتوي في غالب الأحيان على مغناطيس، ولكن في المولِّدات الكبيرة، مثل تلك الموجودة في محطّات توليد الكهرباء، فإنَّ عمليّة إنتاج المجال المغناطيسي تتمّ عن طريق ملفّات حثّيّة ثانويّة، وفي كل مرّة يكمل الجزء الدوار نصف دورة، فإنَّ قطبيّة فرق الجهد الكهربائي تختلف؛ حيثُ إنَّ المولِّدات الكهربائيّة تنتج تيّاراً كهربائيّاً مُتردِّداً.

إنَّ المولِّدات الصغيرة عادةً تحتوي على مُحرِّكات تعتمد على وقود السيّارات من أجل تدوير العضو الدوّار، ويكون ذلك كافٍ لإنتاج قُدرة كهربائيّة بمُعدَّل 5 كيلوواط، أمَّا المولِّدات الكبيرة، فمُحرِّكاتها تعتمد على وقود الديزل أو البروبان، ويكفي ذلك لإنتاج قدرة كهربائيّة بمُعدَّل 10 كيلوواط أو أكثر. أمّا المولِّدات المُستخدمة من قِبَل الحكومات في توزيع الكهرباء على مُدُن بأكملها، فهي تعتمد على قوّة البُخار من أجل تدوير توربينات ضخمة، والتي بدورها تقوم بتدوير العضو الدوّار، أمّا طريقة إنتاج البُخار، فهي تكمن في تسخين الماء بواسطة الحرارة الناتجة من حرق الوقود الأحفوري، أو من خلال الإنشطار النووي.