قوانين لف المحركات الكهربائية، ظهر هذا المصطلح في عام ١٨٣١، على يد العالم العظيم فارادي، حيث كتبت الكثير من النظريات والقوانين المتعلقة بالمحركات الكهربائية.
وعند الحديث عن المحركات الكهربائية، يجب أن نعرف أنواعها بالتفصيل، لذلك سنناقش القوانين الفيزيائية المتعلقة بالمحركات، بالإضافة إلى أنواع التيارات.
قوانين لف المحركات الكهربائية
تحتوي قوانين لف المحركات الكهربائية على ٦ مجاهيل أساسية، يجب معرفتها قبل شرح نص القانون وتتمثل في:
- حساب فرق الجهد الذي يدعم المحرك.
- عدد الأقطاب المتواجدة داخل المحرك.
- قم بقياس طول القناة باستخدام الوحدة المناسبة، ويمكنك أيضا تحويلها من وحدة إلى أخرى باتباع القوانين الرياضية.
- قياس القطر الداخلي في الجسم الثابت.
- عدد ملفات التقويم.
- هو عدد ثابت وهو الرقم 85، وسنشرح أهميته من خلال تطبيق عملي لشرح قوانين لف المحركات الكهربائية.
ينص قانون المحركات على: احتفاء الجهد × نصف عدد الأقطاب ÷ طول الممر بالمتر × القطر الداخلي × ٨٥.
يتم حساب الناتج بالطريقة التالية: نضرب الفرق في الجهد بنصف عدد الأقطاب، ثم نضرب طول المجرى بالمتر في القطر الداخلي، ثم نقسم الناتج على العدد الثابت للحصول على الناتج النهائي.
على سبيل المثال، يمكن للغسالة التي تحتوي على محرك بقوة 1/3 حصان وتحتوي على 4 أقطاب، أن تعمل بفرق جهد داخلي يبلغ 220 فولت، ويبلغ طول المجرى 5.1 سم، وقطر الجسم الداخلي 6.2 سم.
الحل
- عدد الأقطاب=٤.
- فرق الجهد=٢٢٠ فولت.
- طول المجري=٥.١ سم.
- القطر الداخلي الجسم الثابت= ٦.٢سم.
- عدد ثابت=٨٥.
نضرب فرق الجهد بنصف عدد الأقطاب، أي 220 × 2 = 440
ثم نحسب طول المجرى ضرب القطر الداخلي المستقيم مع 85، أي 0.5 × 0.06 × 85 = 26.87
قسم نتيجة العملية الأولى على الثانية، أي 440 ÷ 26.8687 = 945 دورة، وهو عدد الدورات التشغيلية.
شاهد من هنا: 10 محركات بحث متخصصة في البحث العلمي الأكاديمي
أنواع المحركات الكهربائية
قبل تحديد أنواع المحركات الكهربائية، يجب معرفة وظيفة المحرك، حيث تعمل جميع الأجهزة الكهربائية بالمحركات، وتتمثل وظيفتها في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية، وفيما يتعلق بأنواع المحركات، فهي كالتالي:
- محرك التيار المستمر: يعتبر أحدث أنواع المحركات الكهربائية، حيث يحتوي على قطبين مغناطيسيين، أحدهما يتحرك والآخر ثابت، ويقوم المحرك بالدوران في اتجاه واحد فقط.
- محرك التيار المتردد: تتميز المحركات المترددة بكفاءتها العالية وقدرتها على تحويل الطاقة من خلال الحركة.
مكونات المحرك الكهربائي
لا يختلف المحركات الكهربائية عن بعضها البعض، بل إن تكوينها الداخلي ثابت في جميع الحالات، حيث تتألف من قسمين؛ الجزء الثابت والجزء المتحرك، لذلك سنتناول تفاصيل مكونات كل جزء.
الجزء الثابت:
- الهيكل الخارجي: يتم صناعة هذا الجزء من مادة الألومنيوم أو الحديد المطاوع، حيث تم اختيار هذه المواد بعناية نظرا لقدرتها الفائقة على توصيل التيار الكهربائي.
- يحيط بالهيكل أجزاء المحرك الداخلية ويساهم في حمايتها من التلف أو العوامل البيئية الخارجية.
- القلب: هو تجمع من الصفائح المعدنية التي تتميز بقدرتها العالية على توليد المجال المغناطيسي والتمغنط، ويتميز هذا الجزء بوجود العديد من فتحات التهوية.
- الملفات: هي مجموعة من الأسلاك النحاسية الصغيرة التي عادة ما تكون بشكل دائري أو مستقيم.
- هذا يعتمد على نوع المحرك، وهناك أنواع متعددة من الملفات.
- الغطاء الجانبي: يقوم الغطاءان بربط الأطراف والأجزاء الداخلية والخارجية للمحرك.
- المحور الدوراني: هذا الجزء مخصص لحمل الجزء الثابت.
- رقائق العضو الدوار هي مجموعة من الرقائق المصنوعة من مادة السيليكون، وتتم ضغط وتجميع هذه الرقائق مع بعضها البعض.
- تصنع ملفات العضو الدوار: باستخدام النحاس والألومنيوم وتوضع بشكل محكم داخل فتحات العضو الدوار في الرقائق.
- المكثف الكهربائي يقوم بتخزين الكهرباء والاحتفاظ بها.
بدأت أدوات التبريد تظهر منذ حوالي القرن السابع عشر، ولكنها لم تكن متوفرة بالمواصفات المطلوبة، حتى ظهر جاكوب بيركنز في عصر العالم الكبير.
تمكن من تنفيذ أول آلة تبريد في عام ١٨٣٤، وتابع تطوير آلات التبريد الأخرى وتصميم مبردات الهواء حتى أصبح ذلك شائعا.
آلية عمل محرك السيارة
يتساءل الكثيرون عن آلية عمل محرك السيارة، ويمكن اختصار هذا السؤال في أن المحرك يعمل على حرق البنزين وتوليد الطاقة اللازمة لحركة السيارة، ويأتي ذلك عبر أربعة خطوات متتالية وهي:
- عند استخدام المفتاح لفتح باب السيارة، يتم سحب كميات كبيرة من الهواء والوقود إلى داخل الأسطوانة نتيجة لحركة المفتاح داخل السيارة.
- المرحلة الثانية هي مرحلة الضغط، حيث يتم دفع الهواء والوقود داخل المكبس بضغوط عالية.
- المرحلة الثالثة هي مرحلة الاحتراق، نتيجة للضغط العالي الذي يتعرض له المزيج.
- عند حدوث انفجار قوي ينبعث من محرك السيارة عند النقر فوق البنزين.
- في المرحلة الأخيرة، يتم التخلص من فضلات عملية الاحتراق وإخراجها إلى الخارج.
- ويتم ذلك من خلال الأسطوانة المتصلة بين المحرك والجزء الخارجي.
- وفي حالة تراكم تلك العوادم داخل محرك السيارة.
- يمكن أن يؤدي إلى اشتعال خزان الوقود وبالتالي تسبب في انفجار السيارة في أي لحظة.
- هناك نوع آخر من محركات السيارات، وهي المحركات الهجينة.
- حيث يتبع أكثر من آلية في تشغيل السيارة ويعمل المحرك الهجين في تناغم جيد.
اقرأ أيضًا: وحدة قياس الكهرباء المحركة
آلية عمل محرك الثلاجة
عندما نلقي نظرة على محرك الثلاجة، سنجد أنه يتكون من عدة مكونات، بعضها في الجزء الداخلي من المحرك والبعض الآخر في الجزء الخارجي. لذلك، سنتعرف على أهمية كل جزء بالتفصيل
جهاز التحكم
هو جهاز صغير بيضاوي الشكل ولونه أسود، ويوجد في الجزء السفلي من الثلاجة.
حيث يعمل على تحديد كمية الفريون المنبعثة.
وتتغير درجتها حتى تكون مناسبة لدرجة الحرارة الداخلية في الثلاجة.
الضاغط
يتصل الضاغط بجهاز التحكم، ويقوم بسحب غاز الفريون وزيادة ضغطه بكميات كبيرة داخل الأسطوانة.
المبخر
وظيفة هذا الجزء تكمن في تبريد الأطراف الخارجية من المبرد وخفض درجة حرارتها.
لمنع حدوث ارتفاع شديد في درجة الحرارة وتلف مكونات المحرك، يجب اتخاذ هذا الإجراء.
يقوم هذا الجزء بتبريد الأطعمة لخفض درجة حرارتها.
يؤدي هذا العملية إلى تحويل الفريون إلى بخار، مما يتسبب في تراكم الثلوج في بعض أنواع الثلاجات.
المكثف
يتكون من أجزاء خارجية للمحرك، وهو عبارة عن مجموعة من الأسلاك المصنوعة من الحديد الملدن.
وظيفة المكثف هي تحويل البخار إلى غاز سائل.
ثم يتم بدء العملية من جديد لتحويل الغاز إلى بخار داخل الثلاجة.
المادة المبردة
هناك العديد من المواد التي تتميز بقدرتها العالية على امتصاص الحرارة الزائدة.
وتأتي المادة الأمونيا في المقدمة من تلك المواد، ولذلك يتم استخدامها في الثلاجة، حيث تتمتع بقدرتها العالية على خفض درجة الحرارة.
يتم تبادل الغاز السائل بين أجزاء المحرك الداخلي، بينما يتمثل الأمر في.
وظيفة الأجزاء الخارجية في التبريد وتخفيض درجة الحرارة.
شاهد أيضًا: الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الانسان
نحتاج إلى قوانين تنظيم لف المحركات الكهربائية في حياتنا اليومية. لذلك، قدمنا شرحا عمليا لنص القانون ونماذج واضحة تبرز أهمية هذا القانون وكيفية عمل المحركات الكهربائية.
