طريقة عمل محرك كهربائي بسيط،

طريقة عمل محرك كهربائي بسيط،

 المحرك الكهربائي:

  * يوجد المحرك الكهربائي في العديد من الأجهزة والآلات حيث يمكن العثور عليه في عدد من الأجهزة المنزلية مثل: خلاط ، فرن ميكروويف ، غسالة ، مجفف كهربائي ، مكنسة كهربائية ، ماكينة حلاقة  ومشغل أقراص مضغوطة (بالإنجليزية: CD player) ، والعديد منها في جهاز كمبيوتر موزع على عدد من أجهزته مثل قرص صلب يحتوي على اثنين أو ثلاثة محركات ، بالإضافة إلى مراوح التهوية ،

  * يوجد أيضًا محرك كهربائي في بعض الألعاب الكهربائية للأطفال منها سيارات يمكن التحكم فيها عن بعد ، وتجدر الإشارة إلى أن القطار الكهربائي يعتمد أيضًا على المحرك الكهربائي.

 كيفية صنع محرك كهربائي بسيط:

  * من الممكن بناء محرك كهربائي بسيط يعمل بنفس آلية المحرك الكهربائي العادي ويعتمد على نفس المبادئ ويسهل العثور على الأدوات التي ستستخدم في تصنيعه.  الأدوات المستخدمة الأدوات اللازمة لتصنيع محرك كهربائي بسيط هي كما يلي:

 * أقلام رصاص (يمكن استبدالها ببرميل).  كابل.  لاصق.  خياطة الإبرة.  بطارية جافة.  مغناطيس.  الخطوات عندما تتوفر لديك جميع الأدوات التي تحتاجها لصنع محرك كهربائي بسيط ، أكمل الخطوات التالية:

  - ترتيب أقلام الرصاص.  لذلك ، يتم وضع قلمين أفقيين فوق الأقلام الأفقية الأخرى ، وبعد ذلك يتم استخدام المادة اللاصقة لربطهما معًا.  لف خيطًا حول مركز حبيبات الأقلام أو على الشكل الأسطواني ، بحيث يبدأ من المنتصف ، ولف الخيط خمسة عشر لفة باتجاه أحد طرفي الجسيم ، وخمس عشرة دورة أخرى (من المنتصف أيضًا)  نحو الطرف الآخر ، بحيث يتشكل ملف من ثلاثين لفة في وسط الجسم.

  - اسحب حبيبة القلم الرصاص أو القطعة الأسطوانية من مركز الملف الذي تشكل حوله ، مما ينتج عنه ملف أسطواني فارغ من المنطقة المركزية.  سيكون هناك ما تبقى من السلك المستخدم في تشكيل التخزين المؤقت ، وطرفان غير متصلان بأي جانب من جوانب التخزين المؤقت ، بحيث يتم ربط كل منهما بالجانب الموجود عليه عن طريق لفه حوله ، و  يتم لفه ثلاث إلى أربع مرات حول كل جانب.  بمجرد الانتهاء من ذلك ، يتم سحب نهاية الخيط المتبقي إلى كل جانب ، لتشكيل خط مستقيم يمتد من جانب البكرة بعيدًا عنه.

  - قم بتركيب البطارية على سطح أملس باستخدام الشريط اللاصق.  قطع طرفي السلك من التخزين المؤقت ؛  لإزالة الطبقة العازلة.  أدخل طرفي خيط الجرح من خلال الفتحة الموجودة في إبرة الخياطة.  قم بتثبيت رأسي الإبرة (الأطراف المدببة) بأطراف البطارية باستخدام المادة اللاصقة.  قم بتقريب المغناطيس من البكرة أو قم بقصها تحتها ، ثم ابدأ في تدوير البكرة ، بحيث تبدأ البكرة في الدوران.  إذا لم يتم تدوير البكرة بعد ، يمكنك محاولة تدويرها في الاتجاه المعاكس.

  آلية عمل المحرك الكهربائي:

  * يعتمد المحرك الكهربائي في آلية عمله على المجال المغناطيسي الذي يتشكل حول السلك عند مرور تيار كهربائي من خلاله ، والحركة الناتجة في المحرك ناتجة عن خصائص التجاذب والتنافر بين  أقطاب المغناطيس.  يحتوي المحرك الكهربائي بشكل أساسي على مكونين رئيسيين ، وهما: الجزء الثابت (بالإنجليزية: الجزء الثابت) ، والذي يتكون من مغناطيس دائم أو عدد منه ، والدوار (بالإنجليزية: الدوار) ، والذي يتكون  في ملف مثبت على محور دوران (بالإنجليزية: Axle) ،

  * يحتوي أيضًا على مبادل كهربائي (بالإنجليزية: Commutator) يغير اتجاه حركة التيار الكهربائي عندما يدور الدوار نصف دورة ، ويتم توصيله بالمبادل الكهربائي بما يسمى بالفرش.  (بالإنجليزية: Brushes) لتسهيل نقل التيار عبر مصدر الطاقة.  بشكل عام ، يتكون الدوار من ملف كهرومغناطيسي مشابه في شكله للحرف (U) باللغة الإنجليزية ، ويتم توصيل طرفي هذا الملف بالمبادل الكهربائي الذي يتم نقل التيار الكهربائي إليه.

  * يتم توصيل المبادل بالفرش التي تحمل التيار إليها ، وعادة ما تكون هذه الفرش مصنوعة من قطع من الكربون أو قطع معدنية طولية رفيعة ، ويتم توصيل أعمدة مصدر الطاقة بالفرشتين الموجودتين على  جانب المبادل.  يحيط الملف بالجزء الثابت ، والذي يتكون من مغناطيس دائم في أبسط الحالات ، بحيث يواجه كل قطب الآخر على جانبي الملف.  المصدر عبارة عن تيار مباشر عندما يزود المصدر الدائرة بتيار مباشر (بالإنجليزية: DC) ، ينتقل التيار من أحد أقطاب المصدر عبر السلك ، ويمرر الفرشاة إلى أحد طرفي  تبادل،

  * ثم يمر التيار منه إلى نهاية الملف المتصل به ، عبر الملف بأكمله ، وينتهي في الطرف الآخر من المبادل ، ثم يستمر من خلال الفرشاة الأخرى ، ثم  السلك ، حتى يصل إلى القطب الآخر للمصدر.  عندما يمر التيار عبر الملف ، يحدث حوله مجال مغناطيسي ، لذلك يتأثر بقوة الجذب من جهة ، وقوة التنافر من جهة أخرى ، بسبب  مغناطيس دائم يحيط بالملف ، وهذا سوف يؤدي إلى حركة الملف في حركة دورانية.

  * عندما يصبح الملف عموديًا على المغناطيس الدائم ، سيتغير اتجاه التيار الذي يمر عبر الملف ، وبالتالي ستتغير أقطاب المجال المغناطيسي ، مما يؤدي إلى عكس الدوران ، ولكن هنا دور المبادل الكهربائي ،  والذي يعكس أيضًا التيار مرة أخرى للعودة إلى الاتجاه الذي كان عليه حتى بعد وصول نصف دورة بحيث يكون عموديًا على المغناطيس الدائم إذا لم يكن المبادل موجودًا ، فسيستمر المحرك في العمل  تدور أحيانًا مع عقارب الساعة ، وفي أوقات أخرى عكس اتجاه عقارب الساعة ، مما ينفي الغرض من استخدامها.

  المصدر تيار متردد:

 * في حالة قيام المصدر بتزويد الدائرة بالتيار المتردد (بالإنجليزية: AC) ، فإن المحرك المذكور أعلاه لن يعمل بالشكل المطلوب ، وهناك طريقتان لحل هذه المشكلة: الأول هو إزالة المبادل الكهربائي ؛  نظرًا لأن التيار المتردد يغير اتجاهه من تلقاء نفسه ، فإنه لا يحتاج إلى مبادل ، والطريقة الثانية هي استبدال المغناطيس الدائم واستخدام (ملف) كهرومغناطيسي آخر ، وربط طرفيه بالمصدر  ، والمحرك الكهربائي في هذه الحالة يسمى المحرك الكهربائي العالمي ،

 * يمكن استخدامه مع كلا النوعين من التيارات.  عند إجراء هذا الضبط ، وعندما يصبح الملف الموجود في الجزء المتحرك متعامدًا مع الملف الآخر (المغناطيس الكهرومغناطيسي) ، فإن التيارين الموجودين على الملفين سوف يغيران الاتجاه معًا - لأن التيار يتناوب - وبالتالي ستبقى القوة في  في نفس الاتجاه ويتم تجاهل المبادل الكهربائي في هذه الحالة.