شرح عن المحرك وطريقة عمله بالتفصيل

المحرك الكهربائي

الغرض منه
تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية

نظرية عمله
اذا مر تيار في كهربائي في سلك متقاطع مع مجال مغناطيسي فان السلك يتأثر بقوة تعمل على تحريكه في اتجاه عمودي على كل من اتجاه المجال واتجاه التيار * * أو اذا مر تيار في ملف على شكل مستطيل متقاطع مع مجال مغناطيسي فان الملف يتأثر بعزم ازدواج يعمل على دورانه حول محوره

 

 

تركيبه

يشبه تركيب مولد التيار المستمر حيث يتركب من

1. مغناطيس قوي على شكل حذاء الفرس قطباه متقابلان 2. ملف مستطيل الشكل من سلك نحاسي معزول وعدد لفاته كبير ملفوف طوليا حول قلب اسطواني من الحديد المطاوع مكون أقراص رقيقة معزولة للحد من التيارات الدوامية وبحيث يكون الملف والقلب الحديدي قابلان للدوران بين قطبي المغناطيس 3. اسطوانة نحاسية مشقوقة الى نصفين بينهما مادة عازلة ويتصلان بطرفي الملف ويدوران مع الملف ويجب أن يكون المستوى المار بالشق الفاصل لنصفي الاسطوانة عموديا على مستوى الملف 4. فرشتان من الكربون أو المعدن ثابتتان وتلامسان نصفي الاسطوانة أثناء دورانهما وتتصلان بقطبي البطارية

كيفية عمله

1. اذا بدء الملف من الوضع الذي يكون فيه مستواه موازيا لخطوط المجال تكون الفرشاة العليا متصلة بالقطب الموجب وبتطبيق قاعدة فلمنج لليد اليسرى على كل من الضلعين الطويلين للملف نجد أن الضلع العلوي يتحرل الى اليسار كما يشير السهم الأسود في البريمج بينما الضلع السفلي يتحرك الى اليمين ويمكنك استخدام المفتاح الأول – توقف – لتوقيف الملف في الوضع المذكور سابقا 2. بدوران الملف يقل عزم الازدواج تدريجيا لنقص البعد العمودي بين القوتين حتى يصبح مستوى الملف بعد 90 درجة عموديا على خطوط المجال وهنا ينعدم عزم الازدواج ولكن الملف يستمر في الدوران بسبب القصور الذاتي وتلاحظ هذا في البريمج حيث يختفي السهمان باللون الأسود عندما يكون مستوى الملف عموديا على خطوط المجال والفرشتان تلامسان الجزء العازل في الاسطوانة المشقوقة 3. بعد 180 درجة يصبح مستوى الملف في مستوى المجال مرة أخرى ويتبادل نصفا الاسطوانة موضعيهما بالنسبة للفرشتين وبالتالي ينعكس اتجاه التيار في الملف وينعكس اتجاه حركة الضلعين الطويلين ولكن الملف يستمر في الدوران في نفس الاتجاه الدائري ويكون عزم الازدواج نهاية عظمى 4. مع استمرار دوران الملف يقل عزم الازدواج الى أن يصل الى الصفر عند 270 درجة ولكن الملف يستمر في الدوران بسبب القصور الذاتي 5. يستمر الملف في الدوران في نفس الاتجاه الى أن يصل عزم الازدواج الى نهاية عظمى عند 360 درجة وعندها يكون الملف قد دار دورة كاملة وهكذا تتكرر هذه العملية وبذلك تتحول الطاقة الكهربائية الى طاقة ميكانيكية
كيف نزيد من قدرة المحرك
1. بزيادة عدد لفات الملف ولفها حول قلب من الحديد المطاوع المقسم الى شرائح بينها مادة عازلة
2. تقسم الاسطوانة المعدنية الى عدد من القطع ضعف عدد الملفات بحيث يفصل بين هذه القطع مادة عازلة

 

 

 

 

الكفاءة الميكانيكية للمحرك Mechanical efficient

هي النسبة المئوية لمعدل الشغل الميكانيكي الذي ينجزه المحرك الى القدرة الكلية المغذية له
تزداد كفاءة المحرك كلما قلت مقاومة ملفاته الداخلية ( علل)

المحرك الكهربائي

المُحَرِّك الكهربائي آلة تحوِّل الطاقة الكهربائية إلى قدرة ميكانيكية لإنجاز عمل. وتُستَخدم المحركات الكهربائية لتشْغيل عدة آلات ومعدات ميكانيكية مثل غسالات الملابس وأجهزة التكييف والمكانس الكهربائية ومجفِّفات الشعر وآلات الخياطة والمثاقب الكهربائية والمناشير. وتشغل أنواعٍ شتى من المحركات الأدوات الميكانيكية، والروبوتات، وأيضاً المعدات التي تسهِّل العمل داخل المصانع.

ويتنوع حجم وسعة المحركات الكهربائية تنوعًا كبيرًا. فقد يكون جهازاً صغيراً يقوم بوظائفه داخل ساعة يد أو محرِّكاً ضخماَ يمد قاطرة ثقيلة بالقدرة. ففي الوقت الذي تحتاج فيه الخلاطات ومعظم أدوات المطبخ الأخرى لمحركات كهربائية صغيرة لأنها تحتاج فقط لقدرة بسيطة، تتطلب القطارات استخدام محركات أكبر وأكثر تعقيدا، ذلك لأن المحرك في هذه الحالة عليه أن يبذل جهدًا كبيرًا في وقت قصير.

وبناء على نوع الكهرباء المستخدمة، هناك نوعان رئيسيان للمحركات:

1- محركات تعمل بالتيار المتناوب
2- محركات تعمل بالتيار المستمر. يعكس التيار المتناوب اتجاه سريانه خمسين أو ستين مرة في الثانية. وهو التيار المستعمل في المنازل. وتستعمل محركات التيار المستمر أيضاً بشكل شائع في الأدوات المنزلية. ويسير التيار المستمر في اتجاه واحد فقط، ومصدره الرئيسيّ هو البطارية. وتستخدم محركات التيار المستمر استخداماً شائعا لتشغيل المعدات الميكانيكية في المصانع. كما أنه يستخدم باديء تشغيل في المحركات التي تعمل بالبنزين.
وتعتمد المحركات الكهربائية على مغانط كهربائية لتنتج القوة اللازمة لإدارة الآلات أو المعدات الميكانيكية. وتسمى الآلات أو المعدات التي تدار بالمحرك الكهربائي الحمْل. ويُوصَّل عمود إدارة المحرك بالحمل.

 

 

 

 

مبادئ أساسية

كيف يعمل المحرك الكهربائي يتكون المحرك الكهربائي أساسًا من مغنطيس ثابت وموصل متحرك. وتشكل خطوط القوى بين أقطـاب المغنطيس مجـالاً مغنطيـسيًا ثابتًا. وعندما يمر تيـار كهربائي خلال الموصل يصبح الموصل كهرومغنطيسيًا وينتج مجـالاً مغنطيسيًا آخر. ويقوي المجالان المغنطيسيان كل منهما الآخر ويدفعان ضد الموصل.
يعتمد تشغيل المحرك الكهربائي على ثلاثة مبادئ رئيسية: 1ـ يولِّد التيار الكهربائي مجالاً مغنطيسيا، 2ـ يحدد اتجاه التيار في المغنطيس الكهربائي موقع الأقطاب المغنطيسية، 3ـ تتجاذب الأقطاب المغنطيسية أو تتنافر مع بعضها.

فعندما يمر تيارٌ كهربائيٌ خلال سلك يولّد مجالاً مغنطيسيًا حول السلك. وإذا تم لف السلك على هيئة ملف حول قضيب معدني، فإن المجال المغنطيسي يتعاظم حول السلك ويصبح القضيب المعدني ممغنطًا. وهذا الترتيب للقضيب وسلك الملف هو مغنطيس كهربائي بسيط، وتعمل نهايتاه كقطبين شمالي وجنوبي.
وإحدى الطرق التي توضح العلاقة بين اتجاه التيار والأقطاب المغنطيسية هي قاعدة اليد اليمنى. امسك سلكاً على هيئة ملف في يدك اليمنى، واعتبر هذا الملف مغنطيسًا كهربائيًا. لف أصابعك حوله بحيث تشير إلى اتجاه التيار، عندها يشير إصبع الإبهام إلى القطب الشمالي المغنطيسي ولا تنطبق هذه الطريقة إلا في حالة سريان التيار من الطرف الموجب إلى الطرف السالب.

والأقطاب المغنطيسية المتشابهة تتنافر كما هو الحال بالنسبة لقطبين شماليين، والأقطاب المغنطيسية المختلفة تتجاذب مع بعضها. فإذا تم تعليق قضيب مغنطيسي بين طرفي مغنطيس على هيئة حدوة حصان، فإنه سيدور حتى يصبح قطبه الشمالي في مقابل القطب الجنوبي لمغنطيس حدوة الحصان، في حين يكون القطب الجنوبي لمغنطيس القضيب في مقابل القطب الشمالي لمغنطيس حدوة الحصان.