ما هو المحرك متماثل الأقطاب - الدليل الشامل

المحرك متماثل الأقطاب هو جهاز كهروميكانيكي فريد من نوعه له خصائص أداء متميزة للغاية. من التاريخ ومبدأ العمل والتصنيف إلى التطبيقات - يغطي هذا الدليل جميع المعلومات الهامة حول المحركات الكهربائية متماثلة الأقطاب.

دعنا نتعمق في الموضوع مباشرةً.

شرح أساسيات الأقطاب المتجانسة

المحرك المتجانس الأقطاب هو محرك كهربائي يتكون من مغناطيس ومصدر تيار وموصل. يوضع الموصل بزاوية قائمة مع المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس. ثم يتم تمرير التيار عبر الموصل، وتؤدي القوة الناتجة إلى جعل الموصل يتحرك بحركة مستمرة.

وعادةً ما يحدث ذلك في اتجاه واحد محدد اعتمادًا على اتجاه التيار واتجاه المجال المغناطيسي.

تاريخ المحرك المتماثل الأقطاب.

اكتُشفت الكهرومغناطيسية على يد هانز كريستيان أورستد الكيميائي والفيزيائي. في عام 1821 حاول العالمان البريطانيان همفري ديفي وويليام هايد ولاستون بناء أول محرك كهربائي لكنها فشلت.

في وقت لاحق من نفس العام، صنع مايكل فاراداي أول محرك كهربائي يعمل على الإطلاق وتم عرضه في المعهد الملكي في لندن والذي عرف فيما بعد باسم المحرك المتجانس الأقطاب.

فوائد المحركات الكهربائية متجانسة الأقطاب

ال محرك كهربائي متماثل الأقطاب لديه هيكل بسيط وسهل الفهم والبناء. وهي مكونة من بطارية بسيطة ومغناطيس وموصل.

نظرًا لبساطة الهيكل، فإن هذا يجعل المحرك مناسبًا لتعليم مبادئ عمل المحرك.

يمكن للمحرك إنتاج سرعات دوران منخفضة مع قوة دوران عالية. يمكن أن يكون ذلك فعالاً في بعض الآلات الثقيلة.

عيوب المحركات المتجانسة الأقطاب

العيب الرئيسي هو عدم كفاءة سرعة المحرك. ويرجع ذلك إلى الحركة أحادية المسار للتيار الكهربائي والحاجة إلى كمية عالية من التيار. مما يؤدي إلى إهدار الطاقة في شكل حرارة.

ميزات المحرك المتجانس الأقطاب الأساسية

يتميز المحرك المتجانس الأقطاب بمميزات مهمة مذكورة أدناه؛

• مصدر تيار مستمر مثل البطارية.
• مغناطيس بقطبين، القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
• موصل للتيار مثل سلك نحاسي.

أنواع المحركات الكهربائية متجانسة الأقطاب

بشكل عام، يمكننا تصنيف أنظمة المحركات الكهربائية متماثلة الأقطاب هذه على النحو التالي:

محرك متجانس الأقطاب بدون فرش

هذا محرك متجانس الأقطاب لا يحتاج إلى فرش أو موصلات أو إلكترونيات ولكنه يحتاج فقط إلى التيار المباشر والمجال المغناطيسي لإنتاج عزم الدوران

بطارية محرك متجانس الأقطاب

هذا هو محرك متجانس الأقطاب يستخدم تياراً مباشراً ناتجاً عن بطارية ومجالاً مغناطيسياً ناتجاً عن مغناطيس. يتم توصيل موصل عند طرفي البطارية لضمان تعامد المجال المغناطيسي على الموصل. سيؤدي ذلك تلقائياً إلى دوران الموصل في حركة دائرية.

كيفية عمل تصاميم محرك متماثل الأقطاب بنفسك

لصنع محرك بسيط متجانس الأقطاب، تحتاج إلى بطارية كمصدر للتيار ومغناطيس وموصل مثل سلك نحاسي. ضع البطارية مع المغناطيس في الأسفل.

وصِّل السلك النحاسي من الطرف الموجب إلى الطرف السالب مع الحفاظ على مسافة قريبة من المغناطيس. سيؤدي ذلك تلقائيًا إلى حركة السلك النحاسي في حركة دائرية.

إليك المزيد أفكار مغناطيسية تصنعها بنفسك بنفسك في السوق اليوم.

كيف يعمل المحرك متماثل الأقطاب

يعمل المحرك نتيجة لقوة تنتج عند تمرير تيار عمودي على مجال مغناطيسي.

عادة ما يكون هناك مغناطيس قوي في الجزء السفلي من المحرك، ثم توضع بطارية في الجزء العلوي من المغناطيس وموصل يمتد من طرف البطارية إلى طرفها.

عندما يمر التيار عبر الموصل الموضوع عمودياً على المجال المغناطيسي، تنتج قوة ناتجة.

وتنتج هذه القوة عندما يتلامس مجالان مغناطيسيان متعاكسان، المجال الذي ينتجه الموصل الناقل للكهرباء والمجال المغناطيسي الذي ينتجه المغناطيس. ونتيجة لذلك، يؤدي ذلك إلى تحرك الموصل بحركة دائرية ثابتة.

كفاءة المحرك الكهربائي المتجانس الأقطاب

تعتمد كفاءة المحرك على عوامل مختلفة، بعضها على النحو التالي:-

• لزيادة سرعة الحركة، يجب زيادة قوة المجال المغناطيسي الذي ينتجه المغناطيس. يمكن القيام بذلك عن طريق زيادة عدد المغناطيسات المستخدمة أو استخدام مغناطيس أقوى بكثير.
• ستؤدي الزيادة في شدة التيار الناتج أيضًا إلى حركة أسرع وأكثر كفاءة في دوران الموصل. وسيؤدي ذلك إلى زيادة في شدة المجال المغناطيسي المتكون حول الموصل.
• كما سيؤدي تقليل المسافة بين الموصل والمغناطيس إلى زيادة سرعة حركة المحرك. وبمقارنة المحرك الذي يحتوي على موصل بعيد عن المغناطيس والموصل الأقرب، فإن الأقرب سيدور أسرع.

استخدامات المحرك المتجانس الأقطاب

• تُستخدم في التطبيقات الفعالة من حيث التكلفة مثل صناعة الألعاب والعروض التوضيحية العلمية.
• يمكن استخدامها في بعض الآلات الثقيلة بسبب إنتاج عزم الدوران العالي والسرعة المنخفضة.

خاتمة

المحرك متماثل الأقطاب هو محرك كهربائي يعمل بالتيار المباشر ويتكون من مغناطيس ومصدر تيار وموصل.

المحرك بسيط بما يكفي للمساعدة في توضيح الأداء الأساسي للمحرك الكهربائي. يمكن للمحرك المتجانس الأقطاب أن ينتج سرعات دوران منخفضة مع قوة دوران عالية يمكن أن تكون فعالة في بعض الآلات الثقيلة.