ساخت موتور الکتریکی ساده با ایجاد یک میدان مغناطیسی
به گزارش وبلاگ کاتالوگ و بروشور، برای ساخت موتور الکتریکی ساده به یک باتری، چند قطعه سیم، دو عدد سوزن و یک آهن ربای گرد کوچک احتیاج دارید. سوزن و سیم نقش یک مدار حلقه ای بسته را بازی می نمایند و قدرت حمل جریان الکتریسیته را دارند.
وبلاگ کاتالوگ و بروشور |
سرویس علوم -چگونه می توانیم یک موتور الکتریکی ساخته و از آن استفاده کنیم؟ در این مقاله قصد داریم روش ساخت یک موتور الکتریکی ابتدایی را به شما نشان دهیم. می دانیم که انرژی در اشکال مختلفی وجود دارد. برای مثال، می توانیم انرژی الکتریکی را با استفاده از دستگاه هایی به نام موتور های الکتریکی به اعمال مفیدی یا انرژی مکانیکی تبدیل کنیم. موتور های الکتریکی به واسطه فعل و انفعالات نیروی الکترومغناطیسی عمل می نمایند؛ یعنی فعل و انفعالات جریان الکتریکی (جریان الکترون ها) و میدان مغناطیسی، اما چگونه می توان یک موتور الکتریکی را ساخت؟ در این مقاله به این پرسش پاسخ خواهیم داد.مواد مورد نیاز ساخت موتور الکتریکی
- باتری D
- کابل 22G عایق بندی شده
- 2 سوزن دوزندگی فلزی بلند و عظیم چشم (چشم ها باید به اندازه ای عظیم باشند که کابل بتواند آن ها را پر کند)
- خمیر مجسمه سازی
- نوار چسب الکتریکی
- یک چاقوی کوچک
- یک آهن ربای گرد کوچک
- نشانگر باریک
فرایند ساخت موتور الکتریکی
- می توانید کار ساخت این موتور الکتریکی را از مرکز سیم آغاز کنید؛ برای این منظور، سیم را 30 مرتبه به دور نشانگر انتخابی خود بپیچید و از محکم شدن آن اطمینان حاصل کنید.
- سیم پیچی را که با استفاده نشانگر ساخته اید، بکشید تا محکم گردد.
- هریک از سر های سیم ها را چند مرتبه به دور سیم پیچ بپیچید تا یکدیگر را نگه دارند، سپس سیم را به سمت بیرون بکشید.
این چیست؟ هدف از این عمل چیست؟
- از یکی از اعضای عظیمتر خانواده بخواهید تا عایق قسمت بالایی هر دو سر سیم را با استفاده از چاقو از آن جدا کند. سیم بی حفاظ شده باید از هر دو طرف به سمت بیرون کشیده گردد.
- هر یک از سر های سیم های متصل به سیم پیچ را از چشم های عظیم سوزن ها عبور دهید. در این مرحله سعی کنید سیم پیچ را بدون خم کردن سر های سیم، در حد امکان راست نگه دارید.
- باتری D را روی یک سطح صاف قرار دهید.
- گوشه های باتری را با استفاده از مقداری خمیر مجسمه سازی طوری محکم کنید که از جای خود تکان نخورد.
- 2 گوی کوچک از خمیر مجسمه سازی را برداشته و سر تیز سوزن را پوشش دهید.
- سوزن ها را به صورت عمودی در کنار ترمینال های مثبت و منفی باتری قرار دهید، طوری که گوشه های هر یک از سوزن ها با یکی از ترمینال های باتری تماس داشته باشد.
- برای کسب اطمینان از ایمنی، سوزن ها را با استفاده از نوار الکتریکی به گوشه های باتری وصل کنید.
- آهن ربای کوچک خود را با استفاده از یک نوار به گوشه های باتری بچسبانید، طوری که در مرکز سیم پیچ و در قسمت پایینی آن قرار گیرد.
- سیم پیچ خود را یک دور بچرخانید. چه اتفاقی می افتد؟ وقتی سیم پیچ را به طور برعکس می چرخانید چه اتفاقی می افتد؟ در صورت استفاده از یک آهن ربای عظیمتر، یا یک باتری یا سیم عظیمتر چه اتفاقی خواهد افتاد؟
نتیجه کار خود را آزمایش کنید
با آزمایش دستگاه دست ساز خود مشاهده خواهیم کرد: وقتی که موتور را به جهت راست بکشیم، به چرخش خود ادامه خواهد داد. اما اگر در ابتدا آن را در جهت مخالف بکشیم، خواهیم دید که موتور قادر به چرخش نیست.
چرا چنین اتفاقی می افتد؟
شما از فلز، سوزن ها و سیم برای ساخت یک مدار حلقه ای بسته استفاده نموده اید. این مدار ساخته شده قادر به حمل جریان الکتریسیته است. جریان به این صورت است که جریان الکتریکی از ترمینال منفی باتری به حرکت درآمده و از طریق مدار به ترمینال مثبت باتری می رسد. گفتنی است که جریان الکتریسیته داخل یک مدار بسته به ایجاد میدان مغناطیسی خاص خود نیز می پردازد. شما می توانید این موضوع را با اصل دست راست مشخص کنید. با دست راست یک علامت انگشت شست را بسازید، در این حالت علامت به جهت جریان الکتریکی اشاره می نماید و کمان به وجود آمده توسط دیگر انگشتان بر جهت میدان مغناطیسی دلالت دارد.
در این مورد، جریان از طریق سیم پیچ دست ساز خودتان، که آرماتور موتور خوانده می گردد، حرکت می نماید. این جریان، میدان مغناطیسی درون سیم پیچ را که برای تشریح دلیل چرخش سیم پیچ به ما یاری می نماید، وادار به حرکت می نماید.
مغناطیس دارای دو قطب شمالی و جنوبی است. فعل و انفعالات شمال - جنوب به همدیگر می چسبند و فعل و انفعالات شمال - شمال و جنوب - جنوب یکدیگر را دفع می نمایند. به دلیل اینکه میدان مغناطیسی ساخته شده با جریان الکتریکی داخل سیم بر آهن ربایی که با نوار به باتری وصل شده است، عمود نیست، دست کم برخی نقاط سیم میدان مغناطیسی دفع خواهند شد. همین امر موجب می گردد تا سیم پیچ به چرخش خود ادامه دهد؛ بنابراین چرا باید یکی از سر های هر یک از سیم ها بی حفاظ سازیم؟
پاسخ این است که ما به راهی برای قطع موقت ارتباط مدار نیاز داریم، به گونه ای که همگام با چرخش سیم پیچ آغاز به تپیدن کند. در غیر این صورت، میدان مغناطیسی سیم پیچ مسی با میدان مغناطیسی آهن ربا در یک صف قرار گرفته و از عمل باز می ایستد، زیرا هر دو میدان مغناطیسی یکدیگر را جذب و خنثی می نمایند. روشی که برای ساخت موتور به کار گرفته ایم به نحوی است که هر وقت جریان الکتریسیته از سیم پیچ (که یک میدان مغناطیسی به آن می دهد) عبور کند، سیم پیچ در شرایط آمادگی برای دفع از طریق میدان مغناطیسی ایستگاه آهن ربا قرار گرفته است. هر وقت سیم پیچ به صورت فعال دفع نگردد (در جریان وقفه های ثانیه ای دوبخشی که مدار در آن خاموش می گردد)، نیروی جنبشی آنی تا زمانی که در شرایط درستی برای کامل کردن مدار، تحریک یک میدان مغناطیسی و دفع شدن مجدد توسط ایستگاه آهن ربا قرار گیرد، آن را حمل می نماید.
در هنگام حرکت، سیم پیچ می تواند تا زمان مرگ باتری به چرخش خود ادامه دهد. دلیل اینکه آهن ربا تنها در یک جهت می چرخد این است که چرخش در جهت نادرست موجب نمی گردد تا میدان های مغناطیسی یکدیگر را دفع نمایند، بلکه به جذب یکدیگر خواهد انجامید.
منبع: setare.com