للمحول الكهربائي لإثبات قانون الحث الكهرومغناطيسي الذي اكتشفه ولكنه لم يهتم بتطويره وذلك بسبب أن
مجالات استخداماته لم تتضح بعد وفي عام 1017م اختزع العالم الإيرلنتدي (صقللة0 65ا0ط11) ما
يسمى بملف الحث (له0© «0©100د180) بعد أن اكتشف أحد أهم قوانين المحول وهو أن نسبة الجهد المتولد
في الملف الثانوي إلى الجهد المسلط على الملف الإبتدائي يساوي نسبة عدد لغات الملف الثانوي إلى عدد لفات
الملف الثانوي وهذا يعني إمكانية الحصول على جهد عالي جدا من جهد منخفض من خلال زيادة نسبة عدد
الآفات ولذا فقد تم استخدام ملف الحث للحصول على جهود كهربائية عالية جدا لأغراض مختلفة كان أهمها
توليد الشرارات الكهربائية لإشعال الغازات القابلة للإشتعال وفي بعض أنواع المصابيح الكهربائية وفي أنظمة
إشعال المركبات وفي توليد الموجات الراديوية قبل اختراع الصمام الإلكتروني وبما أن المحول الكهربائي
لا يعمل إلا بالتيارات المتغيرة ولا يعمل أبدا بالتيارات الثابتة وبسبب غياب مصادر الثيار المتغير في تلك
الفترة فقد تم اللجوء إلى فتح وإغلاق دائرة الملف الإبتدائي بطريقة ميكانيكية لتحويل تيار البطارية إلى تيار
متغيير وفي عام 801١م‏ تمكن الفرنسي لوسين جولارد (80018:0© «1,06160) والبريطاني جون جبس
(وطاطن© «مخاط «هطمل) من بناء محولات بقلب حديدي مفتوح لأغراض رفع وخفض الجهد في أنظمة
التيار المتقاوب التي بدأت بالظهور بعد اختراع مولدات التيار المتناوب وقد قام عدد كبير من المهندسين في
أميركا وأوروبا أمثال تسلا وستائلي بإجراء تحسينات كثيرة على هذا المحول وذلك لاستخدامه في أنظمة
توليد ونقل الطاقة الكهربائية باستخدام التيار المتقاوب كاستخدام القلوب الحديدية المغلقة والشرائح الحديدية
وكان للمحول الدور الأكبر في حسم حرب التيارات لصالح القيار المتقاوب بدلا من التيار المباشر في أنظمة
دوليد ونقل الطاقة الكهربائية وفي عام 1804م تمكن المهندس الروسي ميخائيل دوبروفولسكي ( انقطي1
(-1اه130-00003ا00) من اختراع المحول ثلاثي الأطوار وهو أول من اقترح الطريقتين الي يتم بها
توصيل الملفات الثلاثة في المولدات والمحركات والمحولات ثلاثية الأطوار وهما توصيلة المتنث ( ف11ء0
©0707 ) وتوصيلة النجمة (سوتتعصسص ته)5)
بت اإمحولات الحتيقة وثافتة
الكهربائية من قلوب حديدية ( 103
فولاذ السيلكون (ل566 (511160) أ
ما يطلق عليه الفولاذ الكهربائي
وذلك لكثرة استخدامه في قلوب
ويتميز الفولاذ الكهربائي بمقاومته
تقليل الفقد الناتج عن التيارات 6ع1017-10118
الدوامة وكذلك بصغر مساحة عروةٌ
التخلفية المغناطيسية ( 1135161615
(100) مما يقلل من الفقد الناتج عن
كلم

هذه الظاهرة وعادة ما يتم لف الملفين الإبتدائي والثانوي على نفس الذراع لضمان أي تسرب لخطوط
المجال المغناطيسي خارج الملف الثانوي وتتحدد مساحة مقطع القلب الحديدي وبالتألي حجمه من مقدار
القدرة الكهربائية التي يتعامل معها المحول ويجب أن يتم اختيار مساحة المقطع بحيث لا تصل كثافة الفيض
المغناطيسي إلى حد التشبع («5810:8100) ويستخدم عند تحديد مساحة المقطع المعادلة العامة للمحول والتي
التردد ومساحة المقطع وعدد اللفات وكتافة الفيض المغناطيسي ويبلغ ثابت التناسب 44 ,؛ ومن الواضح من
هذه المعادلة أن حجم المحول المصمم لنفس مقدار القدرة يمكت تظيله من خلال زيادة التردد ولهذا السبب
‎٠‏ هيرتز وذلك التخفيف من وزن الطائرة واستتادا لقانون حفظ الطاقة فإن القدرة التي يسحبها الملف
الإبتدائي من مصدر الطاقة تساوي القدرة التي يسلمها الملف الثانوي للحمل (1080) الموصول عليه هذا
على افتراض محول مثالي لا فقد فيه وبما أن القدرة تتناسب مع حاصل ضرب الجهد في التيار فإن أي رفع
في الجهد التآذوي بالنسبة للجهد الإبتدائي سيقابله خفض بنفس نسبة الرفع للتيار الثانوي مقابل التيارالإبتدائي
وفي المحولات الحقيقية فإن جزءا من الطاقة سيضيع كحرارة في جسم المحول وذلك نتيجةٌ لعدد من أنواع
الفقد أهمها الفقد في أسلاك الملفات نتيجة مرور التيار فيها والفقد الناتج عن التيارات الدوامة التي تتولد في
قلب المحول الحديدي وإذا ما تم تصميم المحولات بشكل جيد فإن هذا الفقد لا يتجاوز واحد بالمائة من القدرة
الكلية إلا أن هذه النسبة المتدنية للفقد تعتبر معضلة كبيرة للمهندسين خاصة في المحولات الكبيرة حيث يلُزم
التخلص من الحرارة المتولدة وإلا أدت لاحتراق المحولات ولذا يستخدم انواع مختلفة من طرق التبريد في
هذه المحولات كالتبريد بالزيت
تعتبر المحولات الكهربائية من أكثر الأجهزة
الكهربائية استخداما فلا يكاد يخلو جهاز
كهربائي منها وتستخدم في تطبيقات لا حصر
لها وتتراوح أحجامها من تلك التي بحجم حبة
الحمص كما في أجهزة استقبال الراديو
في محطات تدويل الطاقة الكهربائية ففي
أنظمة نقل الطاقة الكهربائية تستخدم المحولات
لرفع وخفض الجهد الكهربائي لجهود تتراوح
بين عدة عشرات من الفولتات إلى ما يقرب من
مليون فولت وبأحجام تعتمد على مقدار القدرة
مئات الميغاواط وفي أجهزة الاتصالات تستخدم المحولات لموائمة الدوائر الكهربائية والإلكترونية وكذلك
خطوط النقل ذات المعاوقات المختلفة عند وصلها ببعضها البعض لضمان إنسياب الإشارات بينها بشكل جيد
وتستخدم المحولات في مضخمات القدرة (1:5/نا«سه «©0017) للحصول على كناءات قدرة عالية بأقل
المدولات في أجهزة تحويل التيار المتقاوب إلى التيار المباشر (007©:18:5© ©40/00) وأجهزة تحويل

القيار المباشر إلى التيار المتقاوب (1096:1©:8 000/40) وتستخدم كذلك في أنواع كثيرة من المصابيح
تيارات عالية في الملف الثانوي وفي أجهزة قياس التيار والجهد وفي كثير من الأجهزة والمعدات في
المختبرات ومراكز الأبحاث
يعتبر اختراع المصباح الكهربائي من أهم الاختراع في
تاريخ البشر وأكثرها فائدة لهم فقد حولت هذه المصابيح
ليلهم إلى نهار في داخل البيوت والمكاتب والمصانع
والشوارع ويتم إضاءتها من خلال كبسة زر في أفقل من
ثانية لقد أراحت المصابيح الكهربائية البشر من عناء
عمليات تجهيز وإشعال وإطفاء مصابيح الشمع أو الزيت أو
إضاءة متدنية مع ما يترتب على إشعال هذه المصابيح من
تلوث لأجواء البيوت أو خطر احتراق أثاثها وللقارئ أن
يتخيل مدى الجهد الذي ستبذله ربات البيوت في تجهيز عدد
كاف من مصابيح الكاز أو الغاز لوضعها في مرافق بيت يتكون من عدة غرف وما يتبعها من غرف
الضيوف والجلوس والمطبخ والحمامات لقد بدأت المحاولات لتصنيع المصابيح الكهربائية مع اختراع
مصادر توليد الكهرباء وهي البطارية والمولد الكهربائي في بداية القرن التاسع عشر وكانت الفكرة الأساسية
البسيطة التي حاول المخترعون بناء مصباح كهربائي عليها هي أنه إذا ما تم تمرير تيار كهربائي بقيمة عالية
في سلك معدني رفيع جدا فإن الحرارة التي ستدولد فيه سترفع من درجة حرارته وستجعله يتوهج وينبحث
منه الضوء إذا ما وصلت درجة حرارته إلى حد معين قد يصل إلى ثلاثة آلاف درجة مئوية إن تتفيدذ هذه
الفكرة البسيطة ليست بالأمر السهل في غياب تقنيات التصنيع المناسبة ولذلك باءت كثير من هذه المحاولات
بالفشل إن عملية تصنيع مصباح كهربائي عملي يحتاج إلى شعيرات مصنوعة من معادن يمكن أن تصل
حرارتها إلى درجة التوهج دون أن تذوب وكذلك يجب وضع الشعيرات في حيز مفرغ من الهواء أو يحوي
على غاز خامل لكي لا تحترق هذه الشعيرات بوجود الأكسجين وفي عام 874١م‏ قام كل من المخترع
الأمريكي ثوماس أديسون («دكنءظ 85ل 10005) والفيزيائي الإنكليزي جوزيف سوان (هة5 م1058)
كلا على حدا بتسجيل براءة اختراع لمصباح كهربائي من النوع المسمى لمبة الضوء المتوهج
(طلط خطعنا 10»0«06»»01) وقد استخدم أديسون شعيرات من الكربون في المصابيح الأولى التي قاع
بتصنيعها وكانت اللمبات التي استخدمها مفرغة من الهواء وقد تم استخدام هذه اللمبات في عام 1886م
لإضاءة البيوت والشوارع وقد قام كثير من المخترعين بإجراء تحسيئات على لمبة أديسون منها استخدام
بعض أنواع المعادن بدلا من الكربون فقد تم استخدام معدن التنغسدّون («1008546) في عام ١41١م‏ ولازال
هو المستخدم حتى الآن وقد تم أيضا استخدام الغازات الخاملة كالنيتروجين والأرغفون لمنئ اللمبات
الزجاجية بدلا من الفراغ بعد أن وجد أنها تزيد من شدة الإضاءة وفي عام 457١م‏ تم اختراع لمبات

الهيلوجين وهي لا تختلف في مبدأ عملها عن اللمبات المتوهجة العادية فهي تعطي إضاءتها من خلال تسخين
شعيرات التنغستون بالتيار الكهربائي ولكنه يتم إضافة عناصر هيلوجينية كاليود والبروم مع الغاز الخامل
والقي تتفاعل مع ذرات التنغستون المتبخرة وتحول دون ترسبها على الجدار الزجاجي فيمنع إسودادها
وحجبها للضدوء المنبعث منها وعادة ما يتم تصنيع لمبات الهيلوجين بأحجام صغيرة وباستخدام الكوارتز بدلا
من الزجاج المستخدم في اللمبات العادية ويعمل هذا التصميم على رفع درجة حرارة اللمبة بشكل كبير مما
يساعد على زيادة تفاعل الهيلوجين مع التنغستون المتبخر وكذلك زيادة كفاءة تحويل الطاقة الكهربائية إلى
ضوء والتي قد تصل إلى ضعف اللمبات العادية وتستخدم لمبات الهيلوجين في أجهزة العرض السينمائية
والكشافات الضوئية المختلفة وفي أضوية المركبات أما مصباح التتريغ الغازي (ترتسها عو«مطكتك جمع)
فقد بدأ التفكير في اختراعه بعد أن قام الفيزيائي الألماني جوهان قيسلر («ءلوقك6© 0تهطه[) في عام
7م باختراع مضخة التفريغ الزئبقية وتصنيعه للأنابيب الزجاجية المفرغة من الهواء والتي لعبت دورا
كبيرا في اختراع كثير من الأجهزة المهمة كأنبوب الأشعة المهبطية (108 83 ع8400) وأنابيب الأشعة
السينية (©106 83«-28) وكذلك مصابيح الفلورسنت وقد جرت محاولات كثيرة لتصنيع مصباح كهربائي
باستخدام أنابيب قيسلر المفرغة من الهواء أو التي تحتوي على بعض الغازات تحت ضغط منخفض وذلك بعد
أن لاحظوا وجود توهج ضوئي عند القطب السالب للأنبوب لقد تمت أول محاولة ناجحة لتصنيع مصباح
تفريغ غازي على يد المهندس الكهربائي دانيال مور (©:3100 ان1«ه0) في عام 1848م حيث استخدم غاز
ثاني أكسيد الكربون وكذلك النيتروجين في هذه الأنابيب والتي كانت بالغة الطول وتحتاج لجهد عالي
لتشغيلها وفي عام ‎150٠‏ تمكن المهندس الكهربائي الأمريكي بيتر هيويت (117110 :0ه (2010) من
تصنيع مصباح تفريغ باستخدام بخار الزئيق وكانت أنابيبه ذات أطوال قصيرة وتعمل عند جهد منخفض نسبيا
إلا أن الضوء المنبعث يميل للون الأزرق المخضر غير المريح للعين وفي عام 508١م‏ تمكن المهندس
الفرنسي جورج كلاود (ء800ل© 6»0:8©8) من تصنيع مصباح تقريغ باستخدام غاز النيون («216160) والذي
لاحظ أنه يعطي ضوءا أحمر عند تفريغ تيار كهربائي من خلاله وقد تم إجراء كثير من التحسينات على
مصباح النيون من قبل كثير من المخترعين ليعطي الضوء الأبيض المريح للعين والذي تم من خلال طلاء
باطن الأنبوب بمواد مستشعة (0008©8©«14) كالفوسفور واللورايت يعتمد مدأ عمل جميع أنواع مصابيح
التفريغ الكهربائي على إحداث تفريغ كهربائي بين قطبين كهربائيين مثبتين عند طرفي أنبوبة زجاجية مملؤة
تحت ضغط منخفض بأحذ أنواع الغاز
التي تتأين ذراتها عند مرور التهار
الكهربائي فيها مطلقة ضوء غير مرئي
كالضوء فوق البنفسجي أو مرئي بألوان
تعتمد على لون الغاز وللحصول على
ضدوء أبيضن كالضوء القادم من الشمس
ترتاح له العين عند رؤيتها للأشياء فإنه يتم
طلاء باطن الأنبوب بمادة مستشعة
كالفوسفور والنلورايت والتي تحول الضوء
الأحادي الأون المنبعث من الغاز إلى
ضوء أبيض إن تركيب مصباح التفريغ

الغازي ليس ببساطة تركيب مصابيح التوهج حيث يحتاج لعدة مكونات لكي يعمل فالتفريغ الكهربائي لا يمكن
أن يتم إلا من خلال تسخين الأقطاب التي تنتج إلكترونات كافية لقدح عملية التفريغ وهذا يتطلب تمير تيار
كهربائي من خلال دائرة موصولة على التوازي مع مسار التفريغ تسمى دائرة التشغيل (©548:161) وبمجرد
بدء عملية التفريغ يجب فصل هذه الدائرة لتوفير استهلاك الطاقة مما يتطلب جهاز فصل تلقائي وغالبا ما
يستخدم تيرموستات الثنائي المعدني (1160305181 ع1ل151-03©610) وتحتاج هذه المصابيح لما يسمى بمنظم
التيار (854الة15) حيث أن المقاومة بين طرفي الأنبوب تنخفض بشكل كبير بمجرد بدء التفريغ مما يزيد من
شدة التيار والذي بدوره يقلل من قيمة المقاومة وهكذا دواليك منتجا بذلك ما يسمى المقاومة السالبة
(#مصماكلت+ ©117هع©0) ولذلك لا بد من استخدام جهاز للحد من ارتفاع التيار وغالبا ما تستخدم الملفات
‎٠‏ في المصابيح المتوهجة ومنها العمر
التشغيلي حيث يزيد في المصابيح المشعة بعشرين 2
يتجاوز عمرها في المعدل الألف ساعة ومقابل 8
هذه الميزات يوجد بعض السيئات للمصابيح
المستشعة وهي كبر حجمها فلا تصلح للاستخدام للم ْ بلا
في الأماكن الضيقة وكذلك تعقيد تركيبها وبالقالي , | ل
ارتفاع ثمنها إلى جانب وجود بعض المخاطر على -ْ م
صحة البشر نتيجة تسرب الأشعة فوق البنفسجية بببب !”© -ا
خارج الأنبوبة وتلوث المكان ببخار الزئيق السام في حالة تحطمها وكذلك حاجتها لعدة قواني لكي تعطي
(سها) وهي مصابيح تريغ بأنابيب قصيرة ملتفة على نفسها لتصغير الحيز الذي تحثله ويستخدم فيها
منظمات تيار إلكترونية بدلا من الملفات الكبيرة الحجم وقد تم تصميم أقطابها بحيث توضع على لقواعد
مشابهة لقواعد المصابيح المتوهجة وبذلك يمكن تركيبها على نفس مقابس المصابيح المتوهجة ومن أنواع
مصابيح التفريغ المصابيح المسماة مصابيح التفريغ عالية الكثافة ( (1110 عوعمطكثل بأكصس أص-طع111
««ها) وهي لا تختلف في تركيبها العام عن مصابيح التفريغ العادية فهي مكونة من أنبوبة زجاجية بقطبين
من التنغستون وعند تسليط جهد بين القطبين يحدث تفريغ كهربائي بينهما وعندما يمر هذا القوس الكهربائي
خلال ذرات بعض العناصر كبخار الزثبق أو الصوديوم أو الزينون فإنه يولد ضوءا عاليا يستفاد منه بشكل
مباشر وذلك على عكس مصابيح التفريغ العادية التي يعمل فيها ضوء القوس على إثارة ذرات المواد
المستشعة التي يطلى بها باطن الأنبوب فتطلق الضوء المطلوب وتولد مثل هذه المصابيح ضوءا شديدا
وبكفاءة عالية ولكن هذا الضوء يحدّوي على نسبة عالية من الضوء فوق البنفسجي الضار بالإنسان ولذا
يستخدم في إضاءة الأماكن العامة كالشوارع والملاعب والساحات وغيرها ويوجد آليات متعددة لتوليد الضوء
منها ظاهرة الإنبعاث الكهروضوئي (ععصوهعى«نص««اه11»0) والمستخدمة في القائيات الباعثقة الضوء
(ى1100 بيصنا)ل«1 خطع11) والليزرات (185«8) حيث تولد الضوء مباشرة من التيار المار في مواد
شبه موصلة وغالبا ما تستخدم هذه المصادر كمؤشرات بسبب صغر حجمها وقلةة ضوئها وقد تستخدم

لعشرات الآلاف من الساعات
-“_توليد ونقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
يتم في الغالب تزويد الطاقة الكهربائية
إلى المستخدمين في الدولة الواحدة من
من محطات التوليد إلى أماكن تواجد
الجغرافي سواء كانوا في البيوت أو
المكاتب أو المصانع أو المزارع
وتتكون هذه الشبكة العامة من عدة 'ْ : 8
مكونات وهشي محطات التوليد التي تقوم 0427815007710 > الاق ع7
بتحويل مختلف أشكال الطاقة إلى طاقة أ ب
التي تقوم برفع الجهد الكهربائي المنخفض نسبيا الذي تولده محطات التوليد إلى قم عالية لنقله بأقل فقد ممكن
إلى أماكن تواجد المستخدمين وأخرى لخفض الجهد إلى مستويات مناسبة للاستخدام ومن خطوط النقل الي
تقوم بتقل وتوزيع الطاقة الكهربائية ومن مراكز المراقبة والتحكم التي تقوم بمراقبة سير عمل مكونات هذه
الشبكة وتقوم كذلك بفصل المكونات المعطوبة عن الشبكة لكي لا تتعرض للإنهيار الكامل إلى جانب العدادات
التي تقوم بقياس كمية الطاقة التي تسري فيما بين مكونات الشبكة وإلى المستخدمين
محطات التوليد (5)1800115 0177ط)
تقوم محطات التوليد
الكهربائية بتحويل مخف
أشكال الطاقة إلى طاقة
تصنيف محطات التوليد
تتحدد من نوع مصدر الطاقة
الخام المستخدم فيها أو من
تحويل الطاقة الخام إلى
طاقة حركية من خلال
محرك ميكانيكي يدير
اس ‎١0‏ وم 0 ضحد رجهم - «لاع عه ©

الطاقة الكيميائبة المخزنة في الوقود الأحفوري كالنحم والبترول والغاز وكذلك في الأخشاب والمخلفات
المتوفرة في مياه الشلالات الطبيعية ومياه السدود ومياه المد والجزر وفي الرياح والمحطات الكهروذرية
الحرارية أو الضدوئية المتوفرة في ضوء الشمس والمحطات التي تستخدم حرارة باطن الأرض أما التصنيف
توفر بخار ماء بضغط مرتفع جدا قد يصل إلى عشرة أضعاف الضغط الجوي ويتم ذلك من خلال تسخين
البخار إلى ما يقرب من 00" درجة مئوية وعند السماح لهذا البخار الساخن المرتفع الضغط بالخروج من
مثبتة على محيط عجلة دوارة (توربينة) فتعمل على تدويرها ويتم إنتاج وتسخين بخار الماء عن طريق
حرق الوقود الأحفوري كالفحم الحجري والبترول بأنواعه المختلفة والغاز الطبيعي والمخلفات العضوية
والأخشاب وبالحرارة التي تولدها المفاعلات الذرية أو بحرارة باطن الأرض أو بحرارة ضوء الشمس بعد
تركيزه وعلى الرغم من بساطة تركيب التوربين البخاري والذي يتكون من حارقة تقوم بحرق الوقود لتوليد
الحرارة الكامنة فيه ومن مرجل لتوليد البخار وتوربينة لتحويل الطاقة الحركية الخطية التي يكتسبها البخار
إلى طاقة حركية دورانية فإن تصميمها يتطلب عملا هندسيا معقدا بسبب حاجتها لقطع مصنعة من معادن
تتحمل درجة حرارة وضغط وسرعة دوران عالية جدا بالمقارنة مع المحركات الأخرى وتعتبر التوربينات
البخارية أكثر المحركات شيوعا في محطات التوليد لكونها تعمل باستخدام جميع أنواع الطاقة إذا ما تم
الاحتراق الداخلي استخدامها كالفحم الحجري والزيت الثقيل التي تخلفه محطات تكرير البترول وتتميز
الكهربائية ومحركات سفن الركاب والبضائع وناقلات النفط وحاملات الطائرات أما سيئات التوربينات
البغارية فهي صعوبة تصنيعها بأحجام وقدرات منخفضة مع الحفاظ على كفاءتها العالية وحاجتها إلى وقت
طويل نسبيا لتشغيلها أما النوع الثاني فهي التوربينات الغازية (1065ها« 20‏ 808) والتي تعمل من خلال
حرق الوقود السائل أو الغاز في غرفة الاحتراق بعد ضخ كميات كافية من الهواء إليها باستخدام ضاغطات
الهواء ومن ثم يتم تسليط تيار الهواء الحار ونواتج الاحتراق عالية الضغط والحرارة على التوربيئة لتحريكها
بالمائة ولا تعمل إلا على الوقود السائل والغازي إلا أنها تتميز عليها بصغر حجمها وسرعة تشغيلها
ويمكن الاستفادة من الحرارة المتبقية في تيار الهواء والغاز المنبعث من التوربينة الغازية لإنتاج البخار
وتشغيل توربينات بخارية وبهذا يتم رفع كفاءة تحويل الطاقة لتصل إلى ستين بالمائة أما النوع الثآلث فهي
الماء أو الهواء على شفرات التوربين يتم الحصول عليها من مياه الشلالات والسدود وهواء الرياح وهي

بسيطة التركيب ولا تحتاج إلى تكنولوجيا متقدمة لتصنيعها وهي أول أنواع التوربينات استخداما في محطات
توليد الطاقة الكهربائية أما الذوع الرابع
فهي محركات الاحتراق الداخلي
والتي تعمل على مشتقات البترول السائلة
والغازية كالبنزين والسولار (الديزل)
الرغم من أن كفاءة هذه المحركات لا
تتجاوز الثلاثين في المائة لأحسن أنواعها
ويوجد كذلك صعوبة في تصنيع أحجام
كسرعة تشغيلها وإمكانية تصنيع أحجام
كتوليد الطاقة الكهربائية للتجمعات السكانية
التي لا تصلها شبكة الكهرباء العامة
يعتبر المولد الكهربائي قلب محطة التوليد
وهو يقوم بتحويل الطاقة الحركية الدورانية
التي أنتجتها المحركات الميكانيكية بمختلف أدواعها إلى طاقة كهربائية وغالبا ما يتم ربط المولد بشكل مباشر
مع المحرك على نفس محدور الدوران وتستخدم المولدات التزامنية ثلاثية الأطوار في جميع محطات التوليد
التي تغذي شبكات الكهرباء العامة ويجب أن تحدد سرعة دوران هذه المولدات بشكل دقيق لتولد تيار متقاوب
بتردد يبلغ خمسين هيرتز في النظام الأوروبي أو ستين هيرتز في النظام الأمريكي ولذا فإن تصميم هذه
بسرعة ‎"00٠‏ دورة في الدقيقة أو نصف هذه السرعة في النظام الأوروبي و بسرعة ‎"٠١‏ دورة في الدقيقة
أو نصف هذه السرعة_ في النظام الأمريكي وتستخدم في هذه الحالة مولدات بقطبين للسرعة العالية وأربحة
أقطاب للسرعة الأبطأ أما في حالة التوربينات المائية والهوائية فتدار المولدات بسرعة بطيئة نسبيا لا
تتجاوز عدة مئات من الدورات في الدقيقة وتستخدم في هذه الحالة مولدات بعدد كبير من الأقطاب قد تزيد
عن مائة قطب وفي كل الأحوال يجب أن يتم ضبط سرعة المحرك الميكانيكي بشكل بالغ الدقة باستخدام
اليات مختلفة تعتمد على نوع المحرك وذلك لضمان ثبات سرعة دوران المولد وبالتالي تردده مهما تغيرت
قيمة الحمل المسلط عليه وبما أن المولدات الكهربائية المستخدمة في محطات التوليد تولد كميات
كبيرة من الطاقة قد تتجاوز الألف ميجاواط وبما أن حاصل ضرب الجهد في التيار رقم بت يقاسب مع
القدرة الكهربائية التي يولدها فإن عملية تصميمها ليست بالعملية السهلة وتحتاج لموازنة كبيرة بين قي الجهد
والتيار المستخدمة فيه للحصول على مولد بأصغر حجم ممكن وأقل فقد ممكن فرفع التيار على حساب
تخفيض الجهد يتطلب ملفات على العضو الساكن بأسلاك ذات مقاطع كبيرة لتقليل الققد فيها ورفع الجهد على
حساب تخفيض التيار يتطلب ملفات ذات عزل جيد وفي المولدات الحديثة تتراوح قيمة الجهد الأمقل بين
عشرة آلاف وثلاثين ألف فولت وقد تصل قيمة التيار إلى خمسين ألف أمبير وبما أن الجهد الكهربائي

ينخفض مع زيادة الحمل فلا بد من وجود آليات تعمل على تثبيت الجهد عند قيمة محددة لدى المستخدمين
ويتم ذلك من خلال رفع الجهد الذي تولده المولدات الكهربائية مع زيادة الحمل ويتم ذلك من خلال التحكم
بالتيار المباشر الذي يغذي الملفات المغناطيسية على العضو الدوار باستخدام مولد تيار مباشر أو من خلال
تحويل جزء من التيار المتتاوب إلى تيار مباشر باستخدام المقومات (66115565) ويمكن تصنيع المولدات
الكهربائية بمختلف الأحجام التي تتناسب وقدرات المحركات الميكانيكية التي تديرها وتتراوح القدرات بين
يستمدها المستخدمين من شبكة الكهرباء العامة وذلك خلال ساعات اليوم وأيام الأسبوع وأشهر السنة فإن
تصميم محطات توليد تلبي حاجة المستخدمين في حالات الذروة وبأقل كلفة ممكنة عملية بالغة التعقيد فبعض
المائية يصعب تخفيض أو رفع طاقتها ولذلك تستخدم لتغطي الحمل الأساسي للشبكة بينما تسخدم التوربينات
الغازية وآلات الاحتراق الداخلي التي يسهل التحكم بقدرتها وكذلك إيقافها أو تشغيلها في زمن قصير لتلبيية
حاجة الشبكة في ساعات الذروة ويمكن التغلب على مشكلة توفير الطاقة في ساعات الذروة من خلال ربط
بسيط في توقيت ساعات الذروة ويتم التحكم بمحطات التوليد الحديثة باستخدام الحواسيب التي تراقب سير
عمل جميع مكونات المحطة وتعمل على تثبيت تردد وجهد الشبكة بشكل دقيق وفي حالة وجود عدد من
المحطات التي تغذي الشبكة يجب ضمان تزامن قيم وأطوار وتردد الجهود والتيارات المولدة من قبل هذه
المحطات حيث يؤدي عدم التزامن إلى عدم استقرار الشبكة وريما إنهيارها
محطات التحويل وخطوط الذقل
يتم ذقل وتوزيع الطاقة الكهربائية من محطات
التوليد إلى المستخدمين في شتى مواقعهم من
خلال شبكة كهربائية معقدة تحتوي على عدد
كبير من محطات تحويل الجهد المختلفة ومن
أربعة مستويات وذلك حسب حجم الشبكة
والتوزع الجغرافي للمستخدمين ويوجد عند
كل محطة توليد محطة تحويل رئيسية تقوم
برفع الجهد الذي ينتجه المولد والذي لا
يتجاوز ثلاثين ألف فولت إلى جهد عالي
تتحدد قيمته من طول خط النقل وكمية الطاقة
المنقولة إن الهدف من رفع الجهد الكهربائي عند تقل الطاقة الكهربائية هو لتقليل كمية الطاقة المفقودة في
خطوط النقل حيث أن كمية الفقد تتقاسب مع مربع الثيار الذي تحمله هذه الخطوط ومن المعلوم أن رفع الجهد
بنسبة معينة يقلل قيمة التيار بنفس النسبة على افتراض ثبات كمية الطاقة وعليه فإن كمية النقد ستقاسب