استخدامات كهرباء التيار المستمر
لكهرباء التيار المستمر العديد من الاستخدامات في حياتنا ومنها الآتي:
- يستخدم التيار المباشر في أي جهاز إلكتروني مزود ببطارية كمصدر أساسي للطاقة.
- يستخدم لشحن البطاريات؛ بالتالي فإن الأجهزة القابلة لإعادة الشحن كأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف تأتي مع محول تيار متردد يقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار كهربائي مباشر.
- يستخدم التيار في أنظمة الطاقة الشمسية بأنواعها، وذلك لأن الخلايا الشمسية يمكنها القيام بتوليد تيارات كهربائية مستمرة مباشرة فقط.
- يتم الاستخدام الأكبر لكهرباء التيار المستمر عادةً في مجالات الخلايا الكهروضوئية، وذلك في الأنظمة الشمسية المتنقلة وأيضاً في التطبيقات غير المرتبطة مع الشبكة.
- يتم استخدامه في الكثير من التطبيقات التي تعمل بنظام البطاريات؛ حيث أنه يمكن تخزين التيار المستمر داخل البطاريات على شكل طاقة كيميائية والتي تقوم بتوليد تيار مستمر ومباشر فقط.
- يوجد التيار الكهربائي المستمر ويدخل في تصنيع شواحن البطاريات، وشواحن اللابتوب، وشواحن أجهزة الهواتف الذكية وذلك لأنها تحتاج إلى الشحن بصورة مستمرة ومباشرة.
- يستخدم التيار المستمر في محول الشاشات، كما ويوجد داخل لوحة السماعات في دائرة القنطرة والتي تحوّل التيار المتردد إلى تيار مستمر لتغذية باقي مكونات الدائرة، وفي وحدات التغذية، مثل: باور الكمبيوتر.
- تنتج الألواح الشمسية تيارًا مباشرًا بشكل أساسي وعند استخدامه مع التيار المتردد الرئيسي لتزويد طاقة التيار المتردد المحلية، يلزم وجود عاكس لتمكين التيار المباشر من الألواح الشمسية وتحويله إلى تيار متردد عند الحاجة.
- يستخدم التيار الكهربائي المستمر هذا في البطاريات؛ حيث يمكن لكل من البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن والقابلة للشحن لغاية تزويد التيار الكهربائي المستمر، فإن البطاريات القابلة لإعادة الشحن تحتاج إلى إعادة شحن منتظمة عند استخدام التيار المستمر بها.
- يستخدم التيار الكهربائي المستمر عادة في تطبيقات الجهد المنخفض مثل المعدات التي تعمل بالبطاريات، واستخدام البطارية بها غير اقتصادي أو يتطلب شحنًا مستمرًا، فيتم استخدام مصدر طاقة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.
- يستخدم التيار المستمر تقريبًا في جميع المعدات الإلكترونية والمركبات الكهربائية والأتمتة والتحكم في المعدات الكهربائية، تستخدم معظم المعدات المكتبية والمنزلية مثل أجهزة التلفزيون وأضواء الفلاش والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية طاقة التيار المستمر للعمل.
التيار المستمر
يُعرف التيار المستمر بأنه تدفق الشحنة الكهربائية المباشر الذي لا يغير من الاتجاه؛ حيث يتم إنتاج هذا النوع من التيار عن طريق البطاريات، وخلايا الوقود، والمولدات، ذات المبدل.
حيث تم استبدال التيار المباشر بالتيار المتردد للقوة التجارية المشتركة في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر، فقد كان من غير الاقتصادي في ذلك الوقت تحويل التيار إلى الفولتية العالية اللازمة لنقل التيار لمسافات طويلة.
تغلبت مجموعة التقنيات التي تم تطويرها في الستينيات لحل أزمة نقل التيار المباشر عبر مسافات طويلة جدًا، على الرغم من أنه يجب عادةً تحويله إلى تيار متناوب من أجل التوزيع النهائي للتيار الكهربائي، بالنسبة لبعض الاستخدامات له، مثل: الطلاء الكهربائي، فإن التيار المباشر المستمر ضروري.
اختراع التيار المستمر
يُشار إلى توماس إديسون بأنه مخترع التيار المستمر، كما وعادت أول جائزة لعالم فيزياء إيطالي يُدعى أليساندرو فولتا؛ حيث كان كومة الفولتية الخاصة به أول جهاز في التاريخ ينتج تيارًا مستمرًا، وكان أول تطبيق واسع الانتشار للتيار المستمر المستخدم في الإضاءة الكهربائية.
بعد وقت قصير من تطوير أول مصباح كهربائي عملي سعى توماس إديسون لإيجاد طريقة لتطوير نظام توليد وتوزيع الطاقة للمصابيح الكهربائية الخاصة، فقام بتركيب أول نظام في محطة في مدينة مانهاتن، وباستخدام التيار المستمر، قام بإمداد بضع كتل من المدينة بالطاقة الكهربائية بشكل أساسي للإضاءة الاصطناعية.
عيوب كهرباء التيار المستمر
يتم توليد الكهرباء في محطات التوليد بأماكن بعيدة عن البلدة الرئيسية؛ لغايات توفير الكهرباء للمنازل والمكاتب؛ حيث يتعين علينا نقلها إلى المدينة فيتم نقل الكهرباء داخل السلك، فإذا قمنا بنقل الكهرباء بشكل تيار مباشر داخل الأسلاك، فإن الجزء الرئيسي من الكهرباء يتم تقليله بالفعل وإهداره على هيئة حرارة لن تسبب سوى الخسارة.
حيث يعد هذا هو العيب الأساسي للتيار المباشر، ويتم منعه عن طريق إرسال أنظمة بديلة عن النوع المباشر للتيار، والذي لا يعاني في الواقع من صعوبة في التسخين.
