איך עובד מנוע חשמלי?

באופן כמעט בלתי נמנע, תגיעו למצב בחייכם בו תעמדו מול ילד קטן אומלל וצעצוע נע שאינו זז עוד. אתה יכול לפרק את הצעצוע, להסתמך על הכושר שלך כדי להציל את היום, אבל כאשר אתה נשאר עם ערמת רכיבים, ייתכן שתוהה כיצד סלילי החוט הבהיר יוצרים תנועה. למעט צעצועים שבורים, מנועים חשמליים נמצאים ברבים מהמכשירים שגורמים לחברה המודרנית לנוע, ממכוניות לשעונים ועד למאוורר הקירור במחשב.

מנוע חשמלי יוצר תנועה סיבובית, או מעגלית. החלק המרכזי של המנוע הוא צילינדר הנקרא האבזור או הרוטור. האבזור מכיל את שאר הרכיבים והוא גם החלק של המנוע שמסתובב. סביב האבזור נמצא הסטטור, המחזיק סלילי חוט מבודדים, בדרך כלל נחושת. כאשר מרימים זרם על המנוע, הסטטור מייצר את השדה המגנטי המניע את האבזור. בהתאם לעיצוב המנוע, ייתכן שתמצא גם מברשות, או סיבי מתכת עדינים שממשיכים לזרום לצד השני של המנוע בזמן שהוא מסתובב.

יתכן ששמת לב שכשיש לך שני מגנטים, מוטות מנוגדים מושכים וכמו כן מוטות דוחים. המנוע החשמלי משתמש בעקרון זה כדי ליצור מומנט, או כוח סיבוב. לא הזרם החשמלי כשלעצמו, אלא השדה המגנטי שהוא יוצר מחולל כוח כאשר מנוע חשמלי נמצא בתנועה. חשמל הנע דרך חוט יוצר שדה מגנטי מעגלי עם החוט כמקור ומרכז הסיבוב. כאשר אתה מוסיף זרם, הסטטור והאבזור יוצרים שדה מגנטי יציב ואלקטרומגנט שנדחק או מסובב בתוך שדה זה, בהתאמה.

המנוע הבסיסי פועל על זרם ישר, או זרם ישר, אך מנועים אחרים יכולים לפעול על זרם חילופין, או זרם חילופין. סוללות מייצרות זרם ישר, בעוד שהשקעים בביתכם מספקים לסירוגין. על מנת שמנוע יפעל על זרם חילופין, הוא דורש שני מגנטים מתפתלים שלא נוגעים. הם מעבירים את המנוע דרך תופעה המכונה אינדוקציה. מנועי אינדוקציה אלה הם ללא מברשות, מכיוון שהם אינם דורשים מגע פיזי שמספק המברשת. מנועי DC מסוימים גם הם ללא מברשות ובמקום זאת משתמשים במתג שמשנה את הקוטביות של השדה המגנטי כדי לשמור על פעולת המנוע. מנועים אוניברסליים הם מנועי אינדוקציה שיכולים להשתמש באחד ממקור ההספק.

עכשיו שיש לכם את החלקים והעקרונות הבסיסיים, תוכלו לשחק עם הקונספט בבית. הכינו סליל מחוט נחושת מד תחתון ותקעו כל קצה דרך פחית אלומיניום כדי להשעותו. הנח מגנט קטן וחזק משני צידי הסליל התלוי ליצירת שדה מגנטי. אם אתה מצמיד סוללה לשתי הפחיות באמצעות קליפס תנין, הסליל שלך יהפוך לאלקטרומגנט ורוטור חוטי הנחושת שיצרת אמור להתחיל להסתובב.