كيف يعمل المحرك الكهربائي؟

بشكل شبه حتمي ، ستصل إلى مرحلة في حياتك ستواجه فيها طفلًا صغيرًا غير سعيد ولعبة متحركة لم تعد تتحرك. قد تفكك اللعبة ، معتمداً على براعتك لإنقاذ اليوم ، ولكن عندما تترك مع كومة من المكونات ، قد تتساءل جيدًا كيف تخلق هذه الملفات من الأسلاك اللامعة الحركة. وبغض النظر عن الألعاب المكسورة ، توجد المحركات الكهربائية في العديد من الأجهزة التي تجعل مجتمعنا الحديث ينتقل من السيارات إلى الساعات إلى مروحة التبريد في جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

يخلق المحرك الكهربائي حركة دورانية أو دائرية. الجزء المركزي من المحرك عبارة عن أسطوانة تسمى المحرك أو الدوار. يحمل المحرك بقية المكونات وهو أيضًا جزء المحرك الذي يدور. حول المحرك يوجد الجزء الثابت ، الذي يحمل ملفات الأسلاك المعزولة ، وعادة ما تكون النحاس. عندما يتم تطبيق تيار على المحرك ، يولد الجزء الثابت المجال المغناطيسي الذي يحرك المحرك. اعتمادًا على تصميم المحرك ، قد تجد أيضًا فرشًا أو أليافًا معدنية دقيقة تحافظ على تدفق التيار إلى الجانب الآخر من المحرك أثناء دورانه.

ربما لاحظت أنه عندما يكون لديك مغناطيسان ، فإن الأقطاب المتقابلة تتجاذب وتتنافر. يستخدم المحرك الكهربائي هذا المبدأ لإنشاء عزم الدوران ، أو قوة الدوران. ليس التيار الكهربائي في حد ذاته ، ولكن المجال المغناطيسي الذي يخلقه هو الذي يولد القوة عندما يكون المحرك الكهربائي في حالة حركة. تخلق الكهرباء التي تتحرك عبر سلك مجالًا مغناطيسيًا دائريًا مع السلك كمصدر للدوران ومركزه. عند إضافة تيار ، يشكل الجزء الثابت والمُحرك مجالًا مغناطيسيًا مستقرًا ومغناطيسًا كهربيًا يتم دفعه أو تدويره داخل هذا المجال ، على التوالي.

يعمل المحرك الأساسي على التيار المستمر ، أو التيار المباشر ، ولكن يمكن تشغيل المحركات الأخرى على التيار المتردد ، أو التيار المتردد. تنتج البطاريات تيارًا مباشرًا ، بينما تتناوب المنافذ في إمداد منزلك. لكي يعمل المحرك بالتيار المتردد ، فإنه يتطلب مغناطيسين متعرجين لا يتلامسان. يقومون بتحريك المحرك من خلال ظاهرة تعرف باسم الحث. محركات الحث هذه بدون فرش ، لأنها لا تتطلب الاتصال الجسدي الذي توفره الفرشاة. بعض محركات التيار المستمر خالية من الفرشاة وبدلاً من ذلك تستخدم مفتاحًا يغير قطبية المجال المغناطيسي للحفاظ على تشغيل المحرك. المحركات العامة هي محركات تحريضية يمكنها استخدام أي من مصدري الطاقة.

الآن بعد أن أصبح لديك الأجزاء والمبادئ الأساسية ، يمكنك اللعب بالمفهوم في المنزل. اصنع ملفًا من سلك نحاسي منخفض المقاييس وقم بوخز كل طرف من خلال علبة ألمنيوم لتعليقه. ضع مغناطيسًا صغيرًا وقويًا على جانبي الملف المعلق لإنشاء مجال مغناطيسي. إذا قمت بتوصيل بطارية بكلتا العلبتين باستخدام مشابك التمساح ، فسيصبح الملف مغناطيسًا كهربائيًا وسيبدأ دوار السلك النحاسي الذي أنشأته في الدوران.