تعلم الكهرباء في السيارات

يناير 24 ,2017

تتكون كهرباء السيارة من دائرة كهربائية متعددة القطع تتصل ببعضها البعض بواسطة الأسلاك، بحيث تزود قدرة السيارة على الإنطلاق، عن طريق حدوث شرارة تساعد في احتراق الوقود، كما تحفز جميع قطع السيارة للعمل، تكمن أهمية الكهرباء في السيارات في تزويد البطارية وكل الدوائر الكهربائية بالتيار اللازم من أجل تشغيلها، وتعد البطارية أهم مكونات السيارة، حيث أن البطارية هي المصدر المسئول عن الطاقة، في حالة السيارات التي تسير بمحرك ديزيل أو بنزين، ويعد تيار البطارية تيار كهربائي دائم، وفي هذا المقال سنصل بك إلى تعلم الكهرباء في السيارات .

يستعمل التيار المستمر في البطاريات بشكل كبير، ومن وحدات القياس في البطارية الفولت والأمبير، إن الفولت وحدة قياس الجهد الكهربائي المكون بين طرفي البطارية، أما الأمبير وحدة قياس القوة الدافعة في البطارية.

لماذا تضعف كهرباء السيارة؟

تشكل بطارية السيارة المصدر الرئيسي إلى الكهرباء، وعند ضعف كهرباء السيارة يعود ذلك إلى ضعف وتلف البطارية، ومن أسباب ضعف البطارية ما يلي:

نوعية ألواح الرصاص، ربما تكون نوعية ألواح الرصاص لا تطابق مواصفات المصنع الأصلي لها، مع مرور الوقت تسقط بعض القطع منها والتي تسمى البرادة، والتي تتجمع تحت البطارية.

نوع حمض البطارية، قد يكون حمض البطارية قوي جدا، ويسبب تساقط البرادة من البطارية.

انخفاض درجة الحرارة، يعد انخفاض درجة الحرارة بفصل الشتاء سبب في العديد من المشكلات في السيارات ومنها عدم دوران المحرك، وأن البطارية لا تستجيب إلى محاولة التشغيل.

مكيف السيارة، إن مكيف السيارة ربما يسبب ضعف  البطارية، وبالتالي ضعف كهرباء السيارة.

المولد الكهربي

هو الجهاز المسئول عن توليد التيار الكهربي، فهو يولد تيار متناوب، يعمل على إعادة شحن البطارية، ويستخدم بالسيارات نوعين من المولد، وهما:

مولدات التغذية المنفصلة، تعتمد على وجود الأقطاب، بحيث يمر من خلالها التيار الكهربائي المستمر، وتبدأ هذه الأقطاب بتدويرها، ومن ثم تشغيل محرك السيارة، وتوليد قوة دفع كهربائية تقوم بتدوير محرك السيارة.

مولدات التغذية الذاتية، تعتمد على المجال المغناطيسي الموجود بالأقطاب، مثلا عند دوران محرك السيارة تتكون خطوط مغناطيسية، ثم تزيد الطاقة الكهربائية المولدة، كما تتحول إلى تيار كهربائي دائم، المسئول عن تدوير المحرك.

محرك السيارة

يعرف بإسم ماتور السيارة ويعد أحد القطع المهمة الموجودة في السيارة، مثلا يعتبر قلب السيارة المسئول عن تشغيلها، وتقسم المحركات في السيارة إلى نوعين:

محرك الإحتراق الخارجي، يستخدم في السيارات القديمة، حيث يعتمد على احتراق الوقود، لتوليد طاقة حرارية التي تدفع التوصيلات الرتبطة مع أعمدة الإطارات، وبمرور الوقت انخفض استخدام هذا النوع بسبب عدم كفاءته وصعوبة صيانته.

محرك الإحتراق الداخلي، هو محرك حديث، يستخدم في الوقت الحالي بمعظم السيارات، كما يتميز بكفاءته، وقدرته على تدوير محرك السيارة، كما يتوافر به سرعات عالية عند المقارنة مع محرك الإحتراق الخارجي، بجانب انخفاض تكلفته، وسهولة صيانته.

أنواع بطاريات السيارات

بطارية حمضية

وهذا النوع من البطاريات يتمتع بشهرة واسعة بعالم السيارات، وهذه البطارية مقسمة إلى أرباع، وكل ربع يقوم بإنتاج 2 فولت، ويختلف عدد الأرباع بحسب اختلاف جهد البطارية، الحد الأقصى لأنتاج هذه البطارية هو 12 فولت، ويوجد في الربع الواحد ألواح ورقية مطلية بعنصر الرصاص.

وكل ربع مزود بحمض الكبريتيك المخفف، وهذه البطارية تنتج الكهرباء من بطارية حمض الكبريتيك عن طريق التفاعل الكميائي بين طبقة الرصاص المحيطة بالألواح الورقية مع حامض الكبريتيك، وعندما تحدث هذه التفاعلات تتأين الألواح، وينتج عن ذلك حركة مستمرة نحو الأيونات سواء السالبة أم الموجبة، وبالتالي تتولد قوة كهربائية وفرق جهد عالي.

بطارية قلوية

تتكون البطارية القلوية من نفس المكونات بالبطارية الحمضية، ونفس طريقة العمل، لكن هناك اختلاف بسيط، وهو أن الألواح الورقية مطلية بعنصر الزنك، والسائل المتفاعل هو البوتاس، وعلى الرغم من طول عمر البطارية القلوية حيث يفوق عمر البطارية الحمضية، لكن لا تستخدم بشكل واسع بسبب ارتفاع سعرها.

مزود الوقود في السيارة

يطلق عليه كربوريتر، وهو المسئول عن تزويد الوقود في السيارة، وهو يعتمد التقطير بواسطة الحقن، حيث يرسل كمية الوقود المناسبة إلى المحرك، وعند تشغيل السيارة تتولد شحنات كهربائية وتجعل محرك السيارة مستعد إلى الإنطلاق، وهدفه هو توليد طاقة حرارية اللازمة إلى حرق الوقود وحركة السيارة.

بداية حركة السيارة وتشغيلها

مجرد وضع مفتاح السيارة بهدف التدوير والإستعداد إلى الحركة، يتم إنتاج قوة تدفع السيارة، ولكي تحدث عملية الإحتراق الكامل اللازم إلى تدويرها بواسطة الوقود، وأثر الهواء، حتى تكون السيارة جاهزة إلى الإنطلاق والإنتقال من مكان إلى آخر.

كيفية اختراع الدينامو

اكتشف عالم بريطاني يدعى فاردي فكرة عمل الدينامو بواسطة الصدفة، وهي أنه عند تقريب المغناطيس من دائرة مغلقة التي تتكون من ملف متصل بمقياس تيار كهربائي  أي الأميتر، ستلاحظ انحراف المؤشر، وقد استنتج أن هذا الإنحراف يتكون عندما يوجد مصدر فرق جهد الكهرباء وهو حركة المغناطيس مع الملف، ولا توجد أي بطارية تتصل مع ملف، وقد لاحظ أن انحراف المؤشر مع زيادة الإقتراب من أحد قطبي المغناطيس والملف، فالمؤشر ينحرف بالإتجاه المعاكس مع تباعد المغناطيس عن الملف، كما لاحظ أن سرعة المغناطيس الحركية تزيد من انحراف المؤشر وعندما يقف المغناطيس يعود المؤشر إلى الصفر مرة أخرى.

طريقة عمل دينامو السيارة

يعرف مولد الكهرباء بإسم الدينامو الكهربائي، وهو يرتبط بمولدات التيارات الدائمة، ويستخدم الدينامو في إنتاج طاقة كهربائية قبل اختراع مولدات التيار المتردد.

إن فكرة عمل الدينامو تعتمد على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، ذلك عن طريق  دوران ملف نحاس حيث يتم وضعه بين قطبي المجال المغناطيسي والذي يسمى التوربين.

يستخدم دينامو السيارة لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية في السيارة، ومن أبرز التطبيقات التي تخص دينامو السيارة والتي تستخدم في السيارة، وهي أن السيارة الهجينة هابرد اعتمدت على الدينامو، بالإضافة إلى أن محرك السيارة هابرد يعتمد على طاقة المحرك الكهربائية بجانب اعتمادها على محرك الإحتراق الداخلي الذي يعمل عن طريق حرق الوقود، كما أنها تعتمد على طاقة المحرك الكهربائية ومحرك الإحتراق الداخلي في توليد الطاقة الحركية اللازمة إلى حركة السيارة.

تعتمد السيارة عند انطلاقها على المحرك الكهربائي، مع الإعتماد عليه بشكل مستمر سوف يضعف شحن محرك السيارة، كما تنتقل السيارة إلى الحركة بواسطة محرك الإحتراق الداخلي، ومن هنا يبدأ عمل الدينامو في السيارة، بحيث يستغل الدينامو الطاقة الحركية الناتجة ثم يقوم بتحويلها إلى طاقة كهربائية والتي تخزن في بطارية السيارة حتى تعيد تشغيل محرك الكهرباء مع السرعات العادية، ولذلك يقوم الدينامو بدور مهم ورئيسي في السيارات من النوع هابرد، كما يقوم الدينامو بتزويد أجهزة السيارات بطاقة كهربائية اللازمة لتشغيلها.

مكونات الدينامو

يتكون الدينامو من ملفات دوارة مصنوعة من أسلاك متصلة مع التيار الكهربائي، بجانب الحقل المغناطيسي الذي يستقبل حركة الدائرة ثم يحولها إلى تيار مستمر، وهو يعتمد على مبدأ فاردي، إن الجزء الثابت في الدينامو ينشأ مجال مغناطيسي، والجزء الدوار في الدينامو يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية أي ينتج تيار كهربائي من الحركة الميكانيكية الناتجة من الجزء الساكن.

بأسلوب آخر تساعد بعض المصادر كالماء والرياح في تحريك وتدوير الملف الكهربائي، والذي يتصل من النهاية مع حلقتين متصلتين بخطوط خارجية لكي توصل الكهرباء حيث تولد الحركة مجال مغناطيسي ينتج ونقل التيار الكهربائي.

ننصحك بتصفح المزيد عن مختلف أنواع السيارت في السعودية بأسعار منافسة وممتازة في موقع سيارة ولا تتردد فهو حراج السيارات تم تطويره ليخدمك

أضف تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *