تطور المحركات الكهربائية: لمحة تاريخية مفصلة

لقد كانت المحركات الكهربائية موجودة منذ فترة طويلة جدًا وتطورت بشكل كبير على مر التاريخ. فهي تشكل جزءًا كبيرًا من حياتنا اليومية ولها دور كبير في حياتنا اليوم. ستتحدث هذه المقالة عن تطور المحركات الكهربائية على مر الزمن وأهميتها بالنسبة لنا. 

تطور المحركات الكهربائية 

كانت المحركات الكهربائية كما نعرفها موجودة منذ فترة طويلة، وهي تاريخ مثير للاهتمام. منذ فترة طويلة، تم بناء أول محرك كهربائي على الإطلاق في أوائل القرن التاسع عشر بواسطة العالم مايكل فاراداي. كان المحرك الأول غير العادي عاجزًا ويبدو أنه يؤدي مهام أساسية مع القليل من المعارضة. لكن هذا التطور تحدث عن الخطوات الأساسية نحو المحركات الكهربائية مثل محرك كهربائي لمضخة المياه وضبط الترتيبات لمختلف الدوافع المحتملة الأخرى التي تتطلبها بعد ذلك. 

بحلول أوائل القرن العشرين، شهدت المحركات الكهربائية استخدامًا متزايدًا في المكاتب الميكانيكية والقطارات. فقد قامت بتشغيل الآلات في خطوط الإنتاج، مما أدى إلى زيادة سعة العمل للعمال. كما أحدثت المحركات الكهربائية فرقًا في زيادة سرعة القطارات وحفزت نمو البضائع والركاب. مع هذه المحركات الكهربائية المبكرة، تم استخدام المحركات الكهربائية في محطات توليد الطاقة. محرك كهربائي أحادي الطور على الرغم من عدم تمتعه بالكفاءة المتميزة، إلا أنه كان هناك ارتداد خيالي كبير. 

اضطرابات في المحركات الكهربائية 

على مدى فترة طويلة، عمل عدد لا يحصى من المهندسين والباحثين على تطوير المحرك الكهربائي. فقد عملوا على جعله أكثر صلابة ونجاحًا، مما فتح المجال أمام المزيد من المهام المنزلية والميكانيكية للمحركات الكهربائية. وكان هذا التقدم أساسيًا، لأنه سمح باستخدام المحركات الكهربائية في الآلات والأجهزة الأخرى. 

كان أحد الابتكارات الرئيسية التي ساهمت في تطوير المحركات الكهربائية هو محرك التيار المتردد (AC). وقد اخترع هذا النوع من المحركات رجل لامع يُدعى نيكولا تيسلا في أواخر القرن التاسع عشر. وكان محرك التيار المتردد متفوقًا بشكل كبير على محرك التيار المستمر (DC) المستخدم بالفعل. وكان أكثر كفاءة، لذا فقد كان يعمل بشكل أفضل بكثير ويستهلك قدرًا أقل من التحكم. 

كان محرك التيار المستمر الخالي من الفرشاة تطورًا رائدًا آخر في تاريخ المحركات الكهربائية وتم تصنيعه في القرن العشرين. هذا النوع من المحركات متفوق على محرك التيار المستمر القديم في العديد من النقاط البارزة. على سبيل المثال، إنه أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، لذا فهو يتطلب طاقة أقل لنفس الغرض. ليس هذا فقط، ولكنه ينتج حرارة أقل وله عمر خدمة أطول، مناسب لمزيد من الاستخدامات. 

الدور التحويلي للمحركات الكهربائية في حياتنا 

لم تغير المحركات الكهربائية طريقة معيشتنا وعملنا فحسب، بل أثرت أيضًا على عالمنا بشكل عام. فهي تتحكم في العديد من الأجهزة التي تدير منازلنا وتساعدنا في حياتنا اليومية. على سبيل المثال، تعمل المراوح والثلاجات وأفران الميكروويف على تشغيل أجهزتنا بشكل صحيح. 

تقدم المحركات الكهربائية مساعدة كبيرة لنا من خلال كونها أكثر إنتاجية من الأنواع الأخرى من المحركات. وعادة ما يكون ذلك واضحًا من حيث الفعالية - فهي تستهلك طاقة أقل للقيام بنفس القدر من العمل. ونتيجة لذلك، فإننا نوفر في فواتير الطاقة لأن المحركات الكهربائية مصممة لإنجاز العمل دون إهدار التحكم. 

تجعل المحركات الكهربائية حياتنا أكثر فائدة وبساطة. على سبيل المثال، فكر في الخلاط أو فرشاة الأسنان الكهربائية. تعمل هذه الأجهزة بمحركات كهربائية، مما يساعدها على أداء مهامها. ستكون العديد من مهامنا اليومية أكثر صعوبة وتستغرق وقتًا طويلاً إذا لم يتم إكمالها بدون محركات كهربائية. 

السيارات الكهربائية والمحركات المرادفة 

تُستخدم المحركات الكهربائية في وسائل النقل، من السيارات الكهربائية إلى الدراجات الإلكترونية وغيرها. أصبحت هذه المركبات أكثر شيوعًا، وهي تتطلب بشكل أساسي محركات كهربائية للعمل بشكل مناسب. تستخدم المركبات الكهربائية محركات كهربائية مثل ثلاث مراحل محرك كهربائي، والتي تعتبر بديلاً محسّنًا لمحرك الاحتراق الداخلي لأنها أكثر إنتاجية وتلوث أقل. 

وتنتج المحركات الكهربائية ضجيجًا أقل كثيرًا من المحركات التي تعمل بالغاز، وهو ما يعني ركوبًا أكثر هدوءًا. كما يمكنها أيضًا نقل المزيد من عزم الدوران، وهو مستوى من الدفع الدوراني الذي يستطيع المحرك توليده. وهذا يعني أن السيارات الكهربائية توفر سرعة متزايدة سريعة وتعمل بشكل جيد على الطريق.