وسایل تبدیل انرژی: جادوگران دنیای فناوری
انواع انرژی: ماده اولیه تبدیل
قبل از شناخت وسایل تبدیل کننده، باید با انواع انرژی آشنا شویم. انرژی ها را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:
| نوع انرژی | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| انرژی حرکتی۲ | انرژی ناشی از حرکت یک جسم | دوچرخه‌ی در حال حرکت، باد |
| انرژی الکتریکی۳ | انرژی ناشی از جریان بارهای الکتریکی | برق پریز، باتری |
| انرژی نورانی۴ | انرژی‌ای که می‌توانیم آن را به صورت نور ببینیم | خورشید، لامپ روشن |
| انرژی شیمیایی۵ | انرژی ذخیره شده در مواد | بنزین، غذا، باتری قلمی |
| انرژی گرمایی۶ | انرژی ناشی از گرمای یک جسم | آتش، بدن انسان |
دسته‌بندی وسایل تبدیل انرژی
این وسایل را می‌توان بر اساس نوع انرژی ورودی و خروجی دسته‌بندی کرد. در بسیاری از آن‌ها، انرژی الکتریکی نقش مهمی ایفا می‌کند.
| وسیله | انرژی ورودی | انرژی خروجی | توضیح مختصر |
|---|---|---|---|
| دینام دوچرخه۷ | حرکتی | الکتریکی | چرخش تایر، یک آهنربا را درون سیم‌پیچ می‌چرخاند و برق تولید می‌کند. |
| موتور خودرو | شیمیایی (بنزین) | حرکتی و گرمایی | با سوزاندن بنزین، انفجارهای کوچکی ایجاد می‌کند که پیستون‌ها را به حرکت درمی‌آورد. |
| توربین بادی۸ | حرکتی (باد) | الکتریکی | پره‌های بزرگ، انرژی باد را می‌گیرند و یک میله مرکزی را می‌چرخانند تا ژنراتور، برق تولید کند. |
| سلول خورشیدی۹ | نورانی (خورشید) | الکتریکی | فوتون‌های نور، الکترون‌ها را در ماده‌ی نیمه‌هادی به حرکت درمی‌آورند و جریان برق ایجاد می‌کنند. |
| باتری | شیمیایی | الکتریکی | واکنش‌های شیمیایی در داخل آن، بارهای الکتریکی را جدا کرده و برق تولید می‌کند. |
| لامپ | الکتریکی | نورانی و گرمایی | عبور جریان برق از رشته‌ی نازک داخل لامپ، آن را داغ و نورانی می‌کند. |
تبدیل انرژی در زندگی روزمره
شما هر روز و در بسیاری از فعالیت‌های ساده، شاهد تبدیل انرژی هستید. وقتی با دوچرخه به مدرسه می‌روید، انرژی ماهیچه‌های پای شما (انرژی شیمیایی غذا) به انرژی حرکتی دوچرخه تبدیل می‌شود. اگر دوچرخه شما چراغ داشته باشد، دینام با تبدیل انرژی حرکتی چرخ به انرژی الکتریکی، چراغ‌ها را روشن می‌کند. وقتی گوشی همراه خود را شارژ می‌کنید، انرژی الکتریکی از پریز برق گرفته می‌شود و در باتری گوشی به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می‌گردد. سپس وقتی از گوشی استفاده می‌کنید، این انرژی شیمیایی دوباره به انرژی الکتریکی و سپس به انرژی نورانی (صفحه‌نمایش) و صوتی (بلندگو) تبدیل می‌شود. حتی بدن شما یک ماشین تبدیل انرژی پیچیده است که انرژی شیمیایی موجود در غذا را به انرژی حرکتی و گرمایی تبدیل می‌کند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. طبق قانون پایستگی انرژی، انرژی به وجود نمی‌آید و از بین نمی‌رود، بلکه فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل می‌شود. این وسایل تنها نقش یک واسطه را در این تغییر شکل ایفا می‌کنند.
وسایلی مانند سلول‌های خورشیدی و توربین‌های بادی که مستقیماً از منابع طبیعی استفاده می‌کنند، معمولاً بازدهی بهتری دارند زیرا مراحل تبدیل کمتری را طی می‌کنند. در مقابل، موتور خودرو که انرژی شیمیایی را ابتدا به گرمایی و سپس به حرکتی تبدیل می‌کند، بازدهی کمتری دارد و گرمای زیادی هدر می‌دهد.
باتری یک منبع انرژی نیست، بلکه یک ذخیره‌کننده انرژی است. انرژی الکتریکی (در هنگام شارژ) در آن به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می‌شود و در زمان نیاز، دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل می‌گردد.
پاورقی
۱. Energy Conversion Devices
۲. Kinetic Energy
۳. Electrical Energy
۴. Light Energy
۵. Chemical Energy
۶. Thermal Energy
۷. Bicycle Dynamo
۸. Wind Turbine
۹. Solar Cell (Photovoltaic Cell)
