טורבינת רוח?

קיבלתם משימה להכין דגם של טורבינת רוח?
ואיך זה קשור לצוללת שירה?

מה זה בכלל טורבינה?

אז טורבינה היא כלי שלוקח כח והופך אותו לתנועה סיבובית.
נניח שיש לנו זרם מים שזורם ישר ועכשיו יש גלגל שזז בגלל המים, הגלגל יוצר תנועה של סיבוב ולכן יש לנו טורבינה.
אז כן, טחנות הקמח העתיקות בנחלי ארצנו השתמשו בטורבינות (טורבינות מים) וטחנות הרוח בהולנד הן טורבינות רוח, התנועה הסיבובית סובבה בורג ארכימדס וכך נשאבו מי הים ונוצרו השדות היפים של הולנד.

ואתם צודקים לגמרי, כל זה הרבה לפני שמישהו חשב להפיק חשמל.

אז אם טורבינת רוח זה פרופלור מה יש בטורבינות רוח להפקת חשמל?

טורבינת רוח לייצור חשמל מורכבת מהטורבינה (פרופלור) וגנרטור. הגנרטור מייצר חשמל והטורבינה מספקת את מה שמניע אותו.

אז מהו גנרטור?

גנרטור מטבע הדברים מייצר חשמל או ממיר תנועה לזרם חשמלי.
התשובה לאיך זה קורה נמצאת בתגליתו של מייקל פאראדיי מ-1831 - אינדוקציה אלקטרומגנטית. מאוחר יותר ג'יימס קלרק מקסוול תיאר אותה מתמטית כחוק האינדוקציה של פאראדיי.

אינדוקציה אלקטרומגנטית היא זרם הנוצר בגלל ייצור מתח (כוח אלקטרו-מוטיבי) עקב משתנה של שדה מגנטי.

זה קורה כאשר מוליך ממוקם בשדה מגנטי נע (בעת שימוש במקור מתח AC) או כאשר מוליך נע כל הזמן בשדה מגנטי נייח.

לפי ההגדרה המופיעה להלן, מייקל פאראדיי סידר חוט מוליך המחובר למכשיר כדי למדוד את המתח על פני המעגל. כאשר מגנט  מועבר דרך הסליל, גלאי המתח מודד את המתח במעגל.

באמצעות הניסוי שלו, פאראדיי גילה שישנם שני גורמים המשפיעים על ייצור המתח הזה:

1. מספר סלילים: המתח המושרה עומד ביחס ישר למספר הסיבובים/סלילים של החוט. יותר ליפופים\סיבובים, המתח גדל.
2. שינוי השדה המגנטי: שינוי השדה המגנטי משפיע על המתח המושרה. זה יכול להיעשות על ידי הזזת השדה המגנטי סביב המוליך או הזזת המוליך בשדה - כאן ניכנס אלמנת התנועה.

למעשה, אם נעביר סליל דרך שדה מגנטי או מגנט דרך סליל יווצר מתח חשמלי. וכאשר יש מתח נוצר זרם חשמלי. 

אז הטורבינה מזיזה את הסליל בתוך שדה מגנטי וכך גורמת לייצור חשמל ע"י הגנרטור.

ואיך כל זה קשור לצוללת שירה?

מי שמכיר את חיפה יודע שעל הכרמל יש שרידים של ביצורים בריטיים שהגנו על הנמל. חלק מהביצורים האלה נמצאים מתחת למים. הרעיון היה לקחת את התגלית של פאראדיי ולהניח על קרקעית הים חוטי חשמל "סליל". צוללת שתעבור שם תגרום להשראה מגנטית וכך יווצר זרם חשמלי שידליק נורה. 
למה שצוללת תשמש כמגנט? יש דרכים רבות ליצור מגנט, אחת מהן היא ע"י ריקוע וכאשר הפועלים במספנה היכו על לוחות הצוללת והכניסו ברגים ומסמרים תוך כדי הבניה שלה, הם יצרו מגנט.

וכך, כאשר הצוללת שירה התקדמה לכיוון נמל חיפה, היא יצרה השראה מגנטית שנקלטה ע"י מערך ההגנה הבריטי, ספינות ותותחי חוף ללוחמה נגד צוללות הוזנקו ולנו יש אתר צלילה.