استخدامات التيار الكهربائي المستمر
تتعدد استخدامات التيار الكهربائي المستمر في حياتنا اليومية، ومن أبرزها ما يلي:
- يُستخدم التيار المستمر في جميع الأجهزة الإلكترونية التي تعتمد على البطاريات كمصدر رئيسي للطاقة.
- يستخدم أيضاً لشحن البطاريات؛ لذا فإن الأجهزة القابلة لإعادة الشحن مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة، تأتي مزودة بمحولات التيار المتردد التي تحول التيار المتردد إلى تيار مباشر.
- تُستخدم أنظمة الطاقة الشمسية بمختلف أنواعها التيار المستمر، حيث إن الخلايا الشمسية قادرة على توليد تيارات كهربائية مستمرة حصراً.
- تشهد تقنيات الخلايا الكهروضوئية الاستخدام الأكبر للتيار المستمر، خاصة في الأنظمة الشمسية المحمولة والتطبيقات التي لا ترتبط بالشبكة الكهربائية.
- يُستخدم في العديد من التطبيقات التي تعمل بأنظمة بطاريات، حيث يمكن تخزين التيار المستمر داخل البطاريات على شكل طاقة كيميائية، مما ينتج تياراً مستمراً فقط.
- يتواجد التيار الكهربائي المستمر في تصنيع شواحن البطاريات، وشواحن أجهزة اللابتوب، وكذلك شواحن الهواتف الذكية، لأن هذه الأجهزة تحتاج إلى شحن مستمر ومباشر.
- يُستعمل التيار المستمر في محولات الشاشات، ويوجد أيضاً داخل لوحات السماعات ضمن دائرة القنطرة التي تقوم بتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لتغذية باقي مكونات الدائرة، وكذلك في وحدات التغذية مثل مصادر الطاقة للحواسيب.
- تنتج الألواح الشمسية تيارًا مستمرًا بشكل أساسي، وعند الحاجة لدمجه مع التيار المتردد المحلي، يكون من الضروري استخدام عاكس لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.
- يُستخدم التيار الكهربائي المستمر في البطاريات، حيث يمكن لكل من البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن والقابلة لها تزويد التيار الكهربائي المستمر، إلا أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن تحتاج إلى شحن منتظم عند استخدامها مع التيار المستمر.
- عادةً ما يُستخدم التيار المستمر في التطبيقات ذات الجهد المنخفض، مثل المعدات التي تعمل بالبطاريات، وفي حالات يتطلب فيها استخدام الطاقة الكهربائية شحنًا مستمرًا، يتم الاستعانة بمصادر الطاقة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.
- يمتد استخدام التيار المستمر ليشمل كافة المعدات الإلكترونية والمركبات الكهربائية وأنظمة الأتمتة والتحكم في المعدات الكهربائية، حيث تعتمد معظم الأجهزة المكتبية والمنزلية مثل أجهزة التلفاز، الإضاءات، الأجهزة اللوحية، والهواتف الذكية على طاقة التيار المستمر للعمل بشكل فعال.
التيار المستمر
يعرف التيار المستمر بأنه تدفق الشحنة الكهربائية في اتجاه واحد، حيث يتم إنتاجه من قِبل البطاريات، خلايا الوقود، والمولدات ذات المبدل.
على الرغم من أنه تم استبدال التيار المستمر بالتيار المتردد في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر لأغراض القوى التجارية، كان قد وُجد في ذلك الحين صعوبة في تحويل التيار إلى الفولتية العالية المطلوبة لنقله لمسافات طويلة.
ومع تطور التقنيات خلال الستينيات لحل مشكلة نقل التيار المستمر عبر المسافات الطويلة، فإن هذا النوع من التيار غالباً ما يستلزم تحويله إلى تيار متناوب لأغراض التوزيع النهائي، ولكن في حالات معينة مثل الطلاء الكهربائي، يعد التيار المستمر ضرورياً.
تاريخ التيار المستمر
يُعزى الفضل إلى توماس إديسون كمخترع رئيسي للتيار المستمر، حيث حصلت أول جائزة لعالم الفيزياء الإيطالي أليساندرو فولتا، الذي قام بابتكار كومة الفولتية، وهي أول جهاز تاريخي ينتج تياراً مستمراً، وكان أول استخدام واسع للتيار المستمر في الإنارة الكهربائية.
بعد فترة قصيرة من تطوير أول مصباح كهربائي عملي، بدأ توماس إديسون بالسعي لإيجاد نظام لتوليد وتوزيع الطاقة للمصابيح الكهربائية، مُركباً أول نظام في محطة بمدينة مانهاتن، حيث قام بتوصيل التيار المستمر لعدد من كتل المدينة بهدف توفير الإضاءة الاصطناعية.
عيوب التيار المستمر
يتم توليد الكهرباء في محطات بعيدة عن المناطق السكنية، بغرض تزويد المنازل والمكاتب بالكهرباء، مما يتطلب نقلها عبر الأسلاك. إذا تم نقل الكهرباء كتيار مستمر، فإن جزءاً كبيراً منه يهدر كحرارة، مما يؤدي إلى خسائر ملحوظة.
هذا يُعتبر أحد العيوب البارزة للتيار المستمر، ويمكن التغلب عليه من خلال استخدام أنظمة بديلة للتيار، والتي لا تعاني من مشكلات التسخين ذاتها.
