يُعدّ التردد الكهربائي جانبًا أساسيًا في حياتنا العصرية، وإن كان غالبًا ما يُغفل عنه. فهو يُغذي منازلنا وشركاتنا وصناعاتنا، مما يجعل استخدام الكهرباء أمرًا طبيعيًا. ولكن من أين ينشأ التردد الكهربائي، ولماذا تستخدم مناطق مختلفة ترددات مختلفة؟ دعونا نستكشف كل ما تحتاج لمعرفته حول هذا العنصر الأساسي في الشبكة الكهربائية.
يشير التردد الكهربائي إلى عدد الدورات الكاملة للتيار المتردد (AC) التي تحدث في الثانية الواحدة، ويقاس بالهرتز (Hz). ظهر هذا المفهوم في أواخر القرن التاسع عشر مع اختراع المولد الكهربائي، وهو جهاز يُولّد كهرباء التيار المتردد. وعلى عكس التيار المستمر (DC)، يُمكن نقل كهرباء التيار المتردد بكفاءة لمسافات طويلة، مما أحدث ثورة في طريقة توزيع الطاقة ومهد الطريق لشبكة الكهرباء الحديثة.
الترددات الأكثر شيوعًا المستخدمة عالميًا اليوم هي 50 هرتز و60 هرتز. وأصبحت هذه الترددات معايير عالمية لنقل وتوزيع الطاقة، مما يضمن إمدادًا ثابتًا وموثوقًا به للكهرباء في المنازل والشركات والصناعات.
يعود هيمنة تردد 50 هرتز في أوروبا والمملكة المتحدة ومعظم دول آسيا إلى بدايات الهندسة الكهربائية. ففي أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، ومع توحيد الأنظمة الكهربائية، اختار المهندسون في أوروبا تردد 50 هرتز لأنظمة التيار المتردد الخاصة بهم.
أثّر هذا الاختيار، المدفوع باعتبارات تقنية ولوجستية، على مناطق أخرى اتخذت من أوروبا نموذجًا لبناء شبكاتها الكهربائية الخاصة. ونتيجةً لذلك، أصبح تردد 50 هرتز هو التردد المفضل في أوروبا وروسيا ومعظم دول آسيا وأفريقيا وأستراليا. ومع مرور الوقت، عزز اعتماد تردد 50 هرتز كمعيار إقليمي مكانته في البنية التحتية العالمية للطاقة.
على عكس أوروبا، اختارت الولايات المتحدة تردد 60 هرتز كتردد قياسي لها. وقد تأثر هذا القرار برواد الكهرباء الأمريكيين الأوائل، ومنهم شركة وستنجهاوس للكهرباء، الذين فضلوا تردد 60 هرتز لمزاياه التقنية. في الوقت نفسه، قامت شركات أوروبية مثل جنرال إلكتريك بتوحيد أنظمتها عند تردد 50 هرتز.
أدى الاختلاف في معايير التردد إلى وجود نظامين غير متوافقين. فبينما اتبعت معظم دول العالم نموذج 50 هرتز الأوروبي، التزمت الولايات المتحدة وبعض الدول المجاورة بتردد 60 هرتز.
من الناحية التقنية، تُعد أنظمة 60 هرتز أكثر كفاءة بشكل عام للنقل لمسافات طويلة وتطبيقات الطاقة العالية، بينما تُعد أنظمة 50 هرتز أكثر ملاءمة للتوزيع المحلي منخفض الطاقة.
لا يُعدّ ترددا 50 هرتز و60 هرتز أفضل من بعضهما البعض؛ فقد أثبت كلاهما فاعليتهما في نقل وتوزيع الطاقة على مدار القرن الماضي. ويعتمد الاختيار بينهما غالبًا على البنية التحتية الإقليمية، والعوامل الاقتصادية، وتوافر المعدات المتوافقة.
أنظمة 50 هرتز: شائعة في أوروبا وآسيا وأفريقيا، وهي مناسبة تمامًا للتوزيع المحلي والمعدات القياسية في هذه المناطق.
أنظمة 60 هرتز: شائعة في الأمريكتين، وتوفر أنظمة 60 هرتز مزايا كفاءة لنقل الطاقة لمسافات طويلة والتطبيقات الصناعية.
يكمن مفتاح موثوقية شبكة الكهرباء في ضمان استقرار التردد المختار وثباته. يمكن أن تُعطّل تقلبات التردد تشغيل المعدات الكهربائية وتُضعف موثوقية النظام.
سواءً أكان التردد 50 هرتز أم 60 هرتز، فقد لعب اعتماد الترددات القياسية دورًا محوريًا في تشكيل المجتمع الحديث. تُشكل هذه الترددات العمود الفقري للشبكات الكهربائية حول العالم، مما يُتيح تدفقًا سلسًا للطاقة يُغذي الصناعات والمنازل والابتكار.
في المرة القادمة التي تُشغل فيها مفتاح إضاءة أو تُوصل جهازًا كهربائيًا، خصّص لحظة لتقدير التاريخ والهندسة المُعقدة وراء التردد الكهربائي الذي يُغذي عالمك.