قوانين لف المحركات الكهربائية
قوانين لف المحركات الكهربائية، ظهر هذا المصطلح في عام ١٨٣١، على يد العالم الكبير فارادي، حيث دون الكثير من النظريات والقوانين الخاصة بالمحركات الكهربائية.
وبالحديث عن المحركات الكهربائية لا بد من معرفة أنواعه بالتفصيل، لذا سوف نتناول القوانين الفيزيائية الخاصة بالمحركات، إضافة إلى أنواع التيارات.
محتويات المقال
قوانين لف المحركات الكهربائية
تضمن قوانين لف المحركات الكهربائية ٦ مجاهيل أساسية، لا بد من معرفتها وذلك قبل البدء بشرح نص القانون وهي:
- حساب فرق الجهد الذي يدعم المحرك.
- عدد الأقطاب المتواجدة داخل المحرك.
- قياس طول المجرى بالوحدة الملائمة، كما يمكنك تحويل من وحدة لأخرى باتباع القوانين الرياضية.
- قياس القطر الداخلي في الجسم الثابت.
- عدد ملفات التقويم.
- عدد ثابت وهو رقم٨٥ وسوف نقوم بشرح أهميته من خلال التطبيق العملي على شرح قوانين لف المحركات الكهربائية.
ينص قانون المحركات على: فرق الجهد× نصف عدد الأقطاب÷ طول المجرى بالمتر× القطر الداخلي×٨٥.
حيث يتم حساب الناتج كالتالي؛ نضرب فرق الجهد في نصف عدد الأقطاب ومن ثم نضرب طول المجرى بالمتر في القطر الداخلي في العدد الثابت، نقوم بإجراء عملية القسمة ومن ثم نحصل على الناتج.
مثال؛ غسالة بمحرك ثلث حصان حيث تحتوي على عدد ٤ أقطاب، فرق الجهد الداخل في المحرك٢٢٠ فولت، كما يبلغ طول المجرى ٥.١ سم، والقطر الداخلي الجسم ٦.٢سم.
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× نصف عدد الأقطاب أي ٢٢٠×٢=٤٤٠
وتضرب طول المجري× القطر الداخلي الثابت×٨٥ أي .,.٥×.،٠٦×٨٥=.،٢٦٨٧
نقسم ناتج العملية الأولى على الثانية أي ٤٤٠/.,٢٦٨٧= ٩٤٥ لفة، وهو عدد لفات التشغيل.
شاهد من هنا: 10 محركات بحث متخصصة في البحث العلمي الأكاديمي
أنواع المحركات الكهربائية
قبل البدء بتحديد أنواع المحركات الكهربائية، لا بد من معرفة وظيفة المحرك، حيث تدعم جميع الأجهزة الكهربائية بالمحركات، حيث تتمثل وظيفتها في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية، أما عن أنواع المحركات فهي:
- محرك التيار المستمر: من أبسط أنواع المحركات الكهربائية على الإطلاق، حيث يتسم بوجود قطبي مغناطيس، أحدهما متحرك والآخر ثابت، يقوم المحرك بالدوران في اتجاه واحد فقط.
- محرك التيار المتردد: تتسم المحركات المترددة بالكفاءة العالية والقدرة على تحويل الطاقة من خلال الحركة.
مكونات المحرك الكهربائي
لا تختلف المحركات الكهربائية عن بعضها البعض بل إن التكوين الداخلي لها ثابت في كل الأحوال، حيث تتكون من جزئيين؛ الجزء الثابت والجزء المتحرك، لذا سوف نتناول مكونات كل جزء بالتفصيل.
الجزء الثابت:
- الهيكل الخارجي: يصنع هذا الجزء من مادة الالمونيوم أو الحديد المطاوع، حيث اختيرت هذه المواد أو العناصر بالتحديد حيث تتسم بقدرتها الفائقة على إيصال التيار الكهربائي.
- يغلف الهيكل أجزاء المحرك الداخلية ويعمل على حمايتها من التعرض للتلف أو العوامل البيئة الخارجية.
- القلب: وهو عبارة عن عدد من الصفائح المعدنية التي تتسم بقدرتها العالية في توليد المجال المغناطيسي والتمغنط، يتسم هذا الجزء بوجود الكثير من فتحات التهوية.
- الملفات: وهي عبارة عن مجموعة من الأسلاك النحاسية الصغيرة، عادة ما تأخذ الشكل الدائري أو الشكل المستقيم.
- وذلك على حسب نوع المحرك، كما يوجد أنواع متعددة من الملفات.
- الغطاء الجانبي: مهمة هذين الغطاءين هي الربط بين أطراف وأجزاء المحرك الخارجية والداخلية.
- محور الدوران: هذا الجزء متخصص بحمل الجزء الثابت.
- رقائق العضو الدوار: عبارة عن مجموعة من الرقائق التي صنعت من مادة السيليكون، ويتم ضغط ودمج هذه الرقائق مع بعضها البعض.
- ملفات العضو الدوار: تصنع هذه المواد من خلال عنصري النحاس والالومنيوم و توضع بإحكام تام داخل رقائق العضو الدوار في الفتحات.
- المكثف الكهربائي: تتمثل وظيفة المكثف الكهربائي بتخزين الكهرباء والاحتفاظ بها.
بدأ أدوات التبريد في الظهور منذ قرابة القرن السابع عشر، ولكنها ظلت قيد التنفيذ حيث عجز الكثير عن الحصول على المواصفات المطلوب، إلى أن جاء عام العالم الكبير جاكوب بيركنز.
واستطاع تنفيذ أول آلة تبريد وذلك في عام ١٨٣٤، كما توالت التصنيعات الأخرى حيث استطاع التطوير من آلات التبريد وتصميم مبردات الهواء حتى أصبح الأمر دارجًا.
آلية عمل محرك السيارة
يتساءل الكثير عن آلية عمل محرك السيارة، ويمكن اختصار هذا السؤال في أن المحرك يعمل على حرق البنزين وتوليد الطاقة اللازمة حتى تتحرك السيارة، ويأتي ذلك ضمن أربعة خطوات متتالية على الترتيب وهي:
- مدخل السيارة أو المفاتيح، حيث تقوم بسحب كميات كبيرة من خلال حركة المفتاح داخل السيارة، مما يدفع الهواء والوقود بالتكدس داخل الأسطوانة.
- المرحلة الثانية هي مرحلة الضغط، حيث يتم دفع الهواء والوقود داخل المكبس وتعريضهم بكميات ضغط كبيرة.
- كذلك المرحلة الثالثة هي مرحلة الاحتراق، نتيجة لكمية الضغط الكبيرة التي تعرض لها المزيج.
- حيث يحدث انفجار شديد ينبعث من محرك السيارة بمجرد النقر فوق البنزين.
- المرحلة الأخيرة، هي دفع المخلفات الناتجة من عملية الاشتعال والاحتراق إلى الخارج.
- وذلك من خلال الأسطوانة المواصلة بين المحرك والخارج.
- وفي حالة تكدس تلك العوادم داخل محرك السيارة.
- فقد تسبب بحدوث اشتعال في خزان البنزين، مما يؤدي إلى انفجار السيارة في أي وقت.
- كما يوجد نوع آخر من محركات السيارات وهي المحركات الهجين.
- حيث تتبع أكثر من آلية في تشغيل السيارة ويعمل المحرك الهجين في تناغم جيد.
اقرأ أيضًا: وحدة قياس الكهرباء المحركة
آلية عمل محرك الثلاجة
بالنظر إلى محرك الثلاجة، نجده يتكون من عدة مكونات بعضها متواجد بالجزء الداخلي من المحرك والبعض الآخر بالجزء الخارجي، لذا سوف نتعرف على أهمية كل جزء بالتفصيل:
جهاز التحكم
وهو عبارة عن جهاز صغير بيضاوي باللون الأسود، يتواجد في أسفل الثلاجة.
حيث يعمل على تحديد كمية الفريون المتدفقة.
وتغير درجة حرارتها حتى تصبح ملائمة لدرجة الحرارة الداخلية في الثلاجة.
الضاغط
يتصل الضاغط بجهاز التحكم، ويسحب غاز الفريون ويعمل على ضغطه بكميات كبيرة داخل أسطوانة.
المبخر
تتمثل وظيفة هذا الجزء في تبريد الأطراف الخارجية من المبرد والخفض من درجة حرارتها.
وذلك منعًا لحدوث ارتفاع شديد في درجة الحرارة مما يؤدي إلى تلف مكونات المحرك.
يعمل هذا الجزء على التخلص من حرارة الأطعمة لخفض درجة حرارتها.
وينجم عن هذه العملية تحويل غاز الفريون إلى بخار، وهو ما يتسبب بتراكم الثلوج في بعض أنواع الثلاجات.
المكثف
من أجزاء المحرك الخارجية، وهو عبارة عن مجموعة من الأسلاك المصنوعة من الحديد المطاوع.
تتمثل وظيفة المكثف في تحويل البخار إلى غاز سائل.
ومن ثم يتم بدء العملية من جديد في تحويل الغاز إلى بخار داخل الثلاجة.
المادة المبردة
يوجد الكثير من المواد التي تتسم بقدرتها العالية على امتصاص الحرارة الزائدة.
ولكن تأتي مادة الأمونيا في مقدمة تلك المواد، لذا يتم استخدامها داخل الثلاجة، حيث تتسم بقدرتها العالية على خفض درجة الحرارة.
يتم تبادل الغاز السائل بين أجزاء المحرك الداخلية، بينما تتمثل.
وظيفة الأجزاء الخارجية في التبريد وخفض درجة الحرارة.
شاهد أيضًا: الطاقة الكهربائية الساكنة في جسم الانسان
قوانين لف المحركات الكهربائية نحتاجها في حياتنا اليومية، لذا قدمنا لكم شرح عملي على نص القانون ونماذج واضحة عن أهمية هذا القانون وآلية عمل المحركات الكهربائية.