|
المحرّك الكهربائي التلقائي الحركة
مقدّمة ما هي الطّاقة الحرّة ؟ هناك العديد من الأمثلة عن الطّاقة الحرّة ، وأحد هذه الأمثلة هو : الشّمس ، تنشر الشّمس الطّاقة الحرّة ، ونقوم نحن بجمعها على شكل طاقة حراريّة وطاقة كهربائيّة . حيث نستخدم تقنيّة الخلايا الشّمسيّة لجمع الطّاقة الشّمسيّة ، وتحويلها إلى كهرباء قابلة للاستخدام . ولكن ، هل الشّمس دائمة ؟ بالطّبع لا ، ولكنّ بعض النّاس يربطون الطّاقة الحرّة بالحركة المستمرّة ، رغم كلا المجالان يختلفان تماماً . عند اختراع المحرّك الكهربائي ذو التيار المستمر ، وجد أنّه يعطي طاقة حرّة على شكل قوّة محرّكة كهربائيّة عكسيّة . هذا النّوع الجديد من الطّاقة الحرّة يسبب عكس قطبيّة الوشائع النّحاسيّة في المحرّك ( قطبيّة النّبضات الكهربائيّة الدّاخلة ) ، ممّا يؤدّي إلى عكس قطبيّة النّوى الحديديّة ( التي تعمل كمغانط كهربائيّة ) الموجودة في أعلى ملفّات المحرّك ، من الشّمال إلى الجنوب . هذا التّغير الحاصل في القطبيّة والأقطاب نتيجة للطّاقة الحرّة الصّادرة عن القوّة المحرّكة الكهربائيّة العكسيّة ، يؤدّي إلى أن يعمل المحرّك بشكل عكسيّ ، وما يزال هذا يحدث في الكثير من محرّكات التّيار المستمر التي تصنع في يومنا هذا . وهكذا نرى أنَّ جميع المحرّكات الكهربائيّة الشّائعة ( التي تعتمد على التّيار المستمر ) والمستخدمة اليوم ، تعطي طاقة حرّة على شكل قوّة محرّكة كهربائيّة عكسيّة ، ولم تصمّم هذه المحرّكات للاستفادة الكاملة من هذه الطّاقة الحرّة النّاتجة ، والتي اعتبرها المصمّمون الأوائل كإحدى المساوئ ، بدل أن تكون حلاً مجدياً فعّالاً . ما هي القوّة المحرّكة الكهربائيّة العكسيّة ؟ Back electromotive force هي طاقة حرّة تنتج عن انهيار الحقل المغناطيسي المتولّد في الوشائع النّحاسيّة الملتفّة حول النّواة الحديديّة . فمثلاً ، إذا أخذنا محوّل عزل مشترك ، أو محوّلاً ذو توتّر عالٍ ( كالمستخدم في المايكروويف ) وزودّناه بتيار ( 12 – 2u vdc) في ملفّه الابتدائيّ وبسرعة ، فإنّ المحوّل سيعطي طاقة حرّة على شكل قوّة محرّكة كهربائيّة عكسيّة من ملفّاته الأولّية والثّانويّة . وتصبح الملفّات الأوليّة والثانويّة ذات تيار متناوب بسبب الطّاقة الكهربائيّة الحرّة المتولّدة عن القوّة المحرّكة الكهربائيّة العكسيّة. ولتبسيط الفكرة فلنقم بالتّجربة التّالية ، سنحتاج لإجراء هذه التّجربة إلى : مقياس فولط (DC) ، ومقوّم وحيد الاتجاه ( Diode ) ، ومكثّف تحليليّ معدّل على ( 4700 x 750 uf ) . قم بتوصيل المقوّم إلى القطب الموجب للمكثّف . وإذا أشار المقوّم إلى الاتّجاه الصّحيح فيمكنك توصيل بطاريّة (9 فولط) لتقوم بشحن المكثّف . وإذا لم يحدث ذلك ، فإنّ المقوّم يشير إلى الاتّجاه الخاطئ .
إذا كنت تستخدم محوّل عزل مشترك ، فليس مهمّاً أي جهة هي التي ستكوّن الملف الابتدائي . قم بتوصيل مقياس الفولط إلى المكثّف بحيث تصل القطب الموجب إلى الموجب والسّالب إلى السّالب ، ثم قم بتوصيل السّلك الأسود السّالب إلى القطب السّالب للبطاريّة ، وإلى القطب الموجب للمكثّفة ، قبل المقوّم . بعد المقوّم يجب أن يكون هناك توصيل مباشر إلى القطب الموجب من البطاريّة ، إنّك لست بحاجة لفعل ذلك ، لأنّه عندما تنقلب القطبيّة فإنّ المقوّم سيقوم بتوجيهها إلى القطب الموجب للبطاريّة . والآن قم بتوصيل النّهاية الأخرى للسّلك الأسود السّالب إلى الطّرف السّالب للبطاريّة ( 12 أو 24 فولط ) . أوصل السّلك الأحمر الموجب إلى المحوّل وإلى القاطعة ( SW ) ، كما هو موضّح بالشّكل (1) . أربط بشريط لاصق قطعة نقديّة معدنيّة إلى قمّة النّواة الحديديّة ، ثم أربط قطعة من الفولاذ ( بطول 4 إنشات وعرض إنش واحد وبسماكة 8/1 إنش ) على القطعة النقديّة . عند مرور التيّار المستمر في الملف الابتدائيّ ، ينجذب المعدن إلى النّواة الحديديّة ، أو إلى أعلى المحوّل ذو التوتّر العالي . ممّا يدلُّ على تغيّر قويّ في الحقل المغناطيسيّ . التّشغيل: شغّل القاطعة لمدّة ثلاث ثوانٍ ، لاحظ أثناء ذلك أنّ مقياس الفولط يشير إلى الصّفر ، ممّا يدلُّ على عدم مرور تيار في المكثِّف . ( وستلاحظ أنّ القضيب المعدنيّ الذي ربطته بالقطعة النقديّة المعدنيّة ينجذب إلى المحوّل ) . وهكذا ، فإنّك تستطيع خلال 3 ثوان الحصول على مغناطيس كهربائي قويّ من النّواة الحديديّة المركزيّة في المحوّل ، حيث يكون القطب الشّمالي باتّجاه الأعلى ، وفي الأسفل القطب الجنوبي ، أو حسب جهة الملف التي قمت بتوصيل القطب الموجب من البطاريّة إليها . بعد 3 ثوان ، قم بفتح القاطعة ، عندها ستنعكس جهة تدفّق الإلكترونات ، لأنّنا قمنا بإيقاف تشغيل المغناطيس الكهربائيّ . وهذا التّأثير مشابه لتأثير المغانط الدّائمة ، فعندما نمرّر المغناطيس إلى منتصف الوشيعة يؤدّي هذا إلى نشوء توتّر ( فرق كمون ) في السّلك ، وعندما نسحب المغناطيس من داخل الوشيعة ، تنعكس القطبيّة وتنشأ قوّة محرّكة كهربائيّة عكسيّة ، بنفس كميّة الطّاقة السّابقة . وستلاحظ أنَّ مؤشّر مقياس الفولط سيتحرّك عند فتح القاطعة ، وهي طاقة حرّة ناتجة عن انهيار الحقل المغناطيسي . تقوم المكثّفات أيضاً بتخزين الطّاقة الحرّة وتجميعها بين صفائحها على شكل طاقة " غير معروفة " ، وتخزين الإلكترونات في الصّفائح المعدنيّة للمكثّفة . ما هي المكثّفة ؟ تتنوّع المكثّفات في الأشكال والأحجام ، فمثلاً ، إنّ وضع صفيحتين من الألمنيوم أو النّّحاس بشكل متقابل بحيث تبعدان عن بعضهما مسافة 6/1 إنش يعتبر مكثّفة ، ويجب أن يكون لصفيحتيّ المعدن الأبعاد نفسها . ويتّصل بكلّ صفيحة سلك كما هو موضّح بالشّكل (2) . إذا زوّدنا المكثّفة بفرق كمون مستمر فإنّها ستخزّن الطّاقة بين صفيحتيّ المعدن ، وهي تشبه البطاريّة كثيراً ، ولكنّها تختلف عنها بأنّها تفرغ الطّاقة الكهربائيّة دفعة واحدة ، وهنا تكمن خطورة التّعامل مع المكثّفة المشحونة دون ارتداء قفازات مطاطيّة سميكة . فإذا كانت الشّحنة عالية ، فإنّها قد تكون مميتة . ومن محاسن المحرّك الذي يعمل دون وقود أنّ له سعة كهربائيّة عالية تجعله يعمل بشكل مثاليّ . و سيكون من الأفضل لك أن تقوم بصنع المكثّفة يدوياً .
هناك نوعان من المكثّفات: المكثّفات الجافّة والمكثّفات السّائلة . تعتبر المكثّفة التّحليليّة ( Electrolytic ) من النّوع السّائل ، وهي جيّدة لأشياء مثل : مصادر التّغذية الكهربائيّة عالية التّوتّر . ويميّز القطبان الموجب والسّالب لهذه المكثّفة بإشارتي (+) و (-) توضعان عليها . المكثّفات الجافّة أو المتناوبة المملوءة بالزّيت ليست تحليليّة ، ويمكن تزويدها إمّا بتيار مستمر أو تيار متناوب . ويمكنك وضع القطب الموجب على أيّ من جانبي المكثّفة دون أن تتسبّب بضررها . الطّاقة الحرّة والفعّاليّة العالية : إنَّ الطّاقة الحرّة والفعّاليّة العالية تعملان جنباً إلى جنب ، و لا يمكننا الحصول على أحداهما بشكل مستقلّ عن الآخر . وقد اكتشف نيكولا تيسلا Nikola Tesla في أوائل القرن الماضي ما دعاه بالطّاقة الإشعاعيّة Radiant Energy، ويبدو أنّ الإلكترونات لا تعمل بمعزل عن هذه الطّاقة الإشعاعيّة . ويرى بعض الباحثين أنَّ الطّاقة الإشعاعيّة أسرع من الإلكترونات ، وهي تدفع الالكترونات معها أثناء سيرها . وعندما نشحن مكثّفة بهذه الطّاقة فإنّ الالكترونات تتجمّع على صفيحتي المكثّفة . وتقوم الوشائع الكهرومغناطيسيّة بتخزين الطّاقة تماماً كالمكثّفة . وإذا كانت الوشيعة مؤلّفة من سلكين من النّحاس والألمنيوم ملفوفين على بعضهما بشكل جيد ( دون ترك فراغات ) فستزيد قدرتها على تخزين وتحرير الطّاقة الحرّة ، واستخدامها لتحريك نفسها ( محرّك ) . ولهذا فإنّنا نفضّل استخدام وشائع كهرومغناطيسيّة لولبيّة في المحرّكات .
سلك النّحاس المعزول و السّعة العالية : عندما نقوم بلفّ السّلك النّحاسي المعزول بحيث تكون لفّاته متقاربة ، فإنّه سيعطي سعة عالية ، مثل المكثّفة تماماً . وكلّما ازداد عدد الّلفات تزداد السّعة ، وهو ما يتوق إليه جميع مصمّمي المحرّكات . ولشرح هذه الفكرة ، أنظر إلى الشّكل (3) . إذا أخذنا سلكاً نحاسياً معزولاً من نوع (25 AWG) بطول ألفي قدم ، وثنيناه ليصبح طوله ألف قدم ، وحافظنا على توازي طرفيه ، فإنّنا سنحصل على سعة عالية تماماً كالمكثّفة . إذا قمنا بلفّ نفس السّلك على شكل وشيعة ، فإنّنا سنحصل على سعة أعلى ممّا لو قمنا بلفّه على شكل لولبيّ ملتصق .
المحرّك العادي ( ذو التّيار المستمر ) في مواجهة المحرّك الذي يعمل دون وقود : إنَّ المحرّك العادي مصّمم بحيث يستهلك الكثير من الطّاقة ، فهو يستخدم أسلاكاً ثخينة مع عدد قليل من الّلفات في وشائع المحرّك . وبما أنّ الأسلاك ثخينة فإنّ مقاومتها منخفضة . وتصميمه بهذه الطريقة يعتبر مضيعة للوقت والمال . وتُلفُّ الوشائع يدوياً في معظم هذه المحرّكات ، ولذلك فهي ليست متناسقة كما في المكثّفات . لكن باستخدام المزيد من الأسلاك النحاسيّة أو زيادة عدد الّلفات واستخدام أسلاك رفيعة ، فإنّ كفاءة المحرّك ستزداد ( قدرة المحرّك ) . أنظر الشّكل (4) حيث أنّ السّلك النّحاسي ملفوف حول قطعة دوّارة من الحديد الليّن ، وهذه ليست الطّريقة المثلى لذلك .
من الأفضل السّماح للمغناطيس بالتّحرّك داخل الوشيعة النّحاسيّة ، كما هو الحال في محرّكنا الكهربائي التلقائي الحركة . إنّ هذه العمليّة تعطينا مولّداً ومحرّكاً بنفس الوقت ، و بكفائة عالية . وعندما يمرّ التيّار عبر الوشيعة لتشغيل المحرّك ، فإنّ المغناطيس الدّوّار في هذا المحرّك يعمل كمولّد ، مسبّباً تصادم الالكترونات ممّا يعطي المزيد من الطّاقة . و لهذا السبب نحصل على طاقة خارجة أكثر من الطاقة الداخلة . مثلاً: بإمكاننا إعطاء طاقة 1200 فولط للمحرّك والحصول على حوالي 10000 فولط في شفرات المبدّل ، على شكل أقواس كهربائيّة ، وشرارات ، وكرات من البلازما . و تعلمنا كيف نستثمر هذه الطاقة المستخرجة بشكل جيد ، سوف نتمكن من زيادة قوة أداء المحرّك . ( كلما زادت لفّات السلك النحاسي المعزول ، زادت بالتالي كفاءة المحرّك ) .
عملية توقيت المحرّك " مثال على نصف دورة "
عندما يتّجه القطب الشّمالي للمغناطيس الدّوّار باتّجاه السّاعة (1.00) فإنّ شفرات المبدّل تلامس الملفّ النّحاسي وتعمل كموصل ( قاطعة ) . ويتدفّق عندها التّيار المستمرّ ذو التوتّر العالي في الوشيعة ، ممّا ينتج عنه حقل مغناطيسي قويّ ، ويتشكّل قطب مغناطيسي جنوبي قويّ في الملفات الحلزونيّة ، والذي بدوره يجذب القطب الشّمالي للمغناطيس باتّجاه الوشيعة ، وبنفس الوقت يبعد القطب الجنوبي للمغناطيس الدّوار باتّجاه الأعلى ، وأثناء دوران المغناطيس داخل الوشيعة فإنّه يعطي مفعول مولّد عالي التّوتّر ، على شكل قوّة محرّكة كهربائيّة عكسيّة في وشيعة المحرّك ، وهذه هي الطّاقة الحرّة . عندما يصل القطب الشّمالي للمغناطيس إلى موقع الساعة (6.00) فإنّ شفرات المبدّل والتي تعمل كقاطعة تقوم بقطع الطّاقة عن الوشيعة ، فتسيطر عملية الدفع الذّاتي ( دون طاقة دافعة) حتى يعود القطب الشّمالي إلى موقعه السّابق (1.00) ، ثم تبدأ العمليّة من جديد ، ويحدث هذا بسرعة كبيرة . وفي حال استخدام وشيعة واحدة فإنّنا نحتاج إلى مجموعة واحدة فقط من الشّفرات إذا كنا نستعمل وشيعة واحدة . و في حال استخدام وشيعة ثانية توضع في الأعلى ( كما في الرّسم ) ، فإنّنا سنحتاج إلى أربعة مجموعات من الشّفرات . استخدام وشيعة ثانية سيؤدّي إلى جذب القطب الشّمالي إلى الأعلى عندما يكون في الموقع (7.00) وإعطاء المحرّك المزيد من القوّة والعزم . و يتضاعف الجهد بشكل كبير عندما يتم استنهاض الطاقة الحرّة من خلال هذه العملية الدورانية . ( ملاحظة : عندما نقول "موقع (7.00)" ، نقصد بذلك الموقع الذي يتخذه عقرب الساعة العادية عندما تحين الساعة السابعة . و كذلك الحال مع "موقع (1.00)" مثلاً حيث يقصد بها موقع عقرب الساعة حينما تكون الساعة الواحدة ، و هكذا مع غيرها من المواقع ) .
عمل المبدّل
بالنّسبة للموصل ( قضيب التّوصيل ) : نستخدم أنبوباً نحاسياً لأنّه جيد جداً للتّوصيل في المبدّل ، ونستخدم عازلاً سميكاً ، كما هو موضّح في الشكلين (1) و (2) . ثمّ نصل الأنبوب النّحاسي إلى ناقل حركة دوّار . يمكنك استخدام أنبوب من الـ ( PVC ) ولاصق ، ثمّ قم بلفّه برقائق من النّحاس ، يمكنك استخدام مادة لاصقة على شكل رذاذ ( بخّاخ ) لإبقاء رقائق النّحاس في مكانها . إنّ "المحرّك التلقائي" هومحرّك كهربائي عالي القدرة يولّد الطاقة الحرّة . وهو يعتمد على تقنيّة جديدة . يمرّ التّيار الكهربائي المستمرّ ذو التّوتر العالي إلى وشيعة المحرّك فيسبب دوران القسم الدّوّار بسرعة كبيرة ، وتقوم مجموعة شفرات المبدّل بالعمل كقاطعة ، لوصل وقطع التّيار بتوقيت صحيح ، بحيث تدور المغانط بشكل صحيح . ويستند هذا المحرّك إلى التّكنولوجيا التي ابتكرها نيكولا تيسلا ( Nikola Tesla ) ، وقد تمَّ قمع الطاقة الحرّة منذ بداية القرن العشرين ، وما تزال مقموعة حتى يومنا هذا ، ولا يستطيع أحد تصنيع أو بيع أيّ من أجهزة الطّاقة الحرّة ، فإذا قرّرت صنع هذا المحرّك ، فمن الأفضل أن تحتفظ بالأمر لنفسك .
خذ وقتك ، وادرس المخطّطات جيداً ، وقم بكلّ خطوة في وقتها المناسب .
يعمل هذا المحرّك بتيارات صغيرة ( ميلي آمبير ) . والقوّة المحرّكة الكهربائيّة العكسيّة هي طاقة حرّة تنتج من انهيار الحقل المغناطيسي المتولّد في الوشيعة النّحاسيّة المعزولة والملفوفة حول نواة الحديد الّلين ، أو دون وجود نواة معدنية مطلقاً ( أي : نواة هوائيّة ) . و يمكن تخزين القوّة المحرّكة الكهربائيّة العكسيّة في بطاريات أو مكثّفات كبيرة ، حتى يمكن إعادة استخدامها . وباستخدام الآلاف من لفّات أسلاك النّحاس المعزولة ، يمكننا زيادة قدرة وسعة المحرّك ، بحيث يعمل بتيارات منخفضة الشّدّة ، إذا كان توتّر الدّخل 1200 فولط ، فيمكننا الحصول على توتّر خرج حوالي 4000 فولط . كما يمكن تشغيل هذا المحرّك باستخدام بطارية 12 فولط . في معظم أجهزة الطّاقة الحرّة يجب أن تكون طاقة الدّخل صغيرة حتى تقلع و من ثم تبدأ عملية نتاج الطاقة الحرّة . يمكن تشغيل هذا المحرّك أيضاً باستخدام تيار متناوب ( 240 vac ) . ستشاهد في مقاطع الفيديو المرافق لهذه الدراسة أنّ المحرّك يعمل بتيار يتراوح بين 10 – 20 ميلي آمبير ، ومع ذلك يعطي خرجاً كبيراً . يمكن التّحكّم بعدد الدّورات في الدّقيقة برفع أو خفض التّوتّر ، و ذلك باستخدام "الريوستات" و هو علبة التحكّم التي تحدد سرعة "مروحة السقف" مثلاً أو تحدد درجة سطوع ضوء اللمبة المنزلية أو انخفاض الإنارة . وبهدف التّوضيح سنريك مقطعاً للمحرّك ، وفيه نستخدم وشيعة واحدة فقط .
هذا المحرّك مصمّم ليستوعب وشيعتين ، واحدة في الأعلى وواحدة في الأسفل ، ويمكن استخدام كلا الوشيعتين لجذب القطبين الشّمالي والجنوبي للمغناطيس الدّوّار ، ممّا سيزيد قوّة المحرّك وكفاءته . في الصّور المرافقة نستخدم مجموعة واحدة من الشّفرات لتحريك ( تدوير ) القطب الشّمالي فقط للمغناطيس الدّوّار . يمكننا استخدام أربع مجموعات من الشّفرات لتبديل التّيار المستمرّ في الوقت الصّحيح ، ممّا يجعل الوشيعة السّفليّة تجذب القطب الشّمالي ، والوشيعة العلويّة تجذب القطب الجنوبي للمغناطيس الدّوّار ، وهذا سيضاعف من قوّة المحرّك . نحصل على عزم الدّوران من استخدام مجموعة واحدة من الشّفرات . وعندما يمرُّ تيار مستمر شدّته 1200 فولط في وشيعة المحرّك تصبح الوشيعة مغناطيساً ذا قطب جنوبيّ قويّ جداً ، وإذا تمّ توقيت شفرات المبدّل بشكل صحيح ، فإنّ هذا القطب الجنوبي سيقوم بدفع وجذب القطب الشّمالي للمغناطيس الدّوّار ، ممّا يشغّل المحرّك . تأكّد من إبعاد يديك أثناء عمل المحرّك . إذا تمَّ وضع وشيعة أخرى في الأعلى ، فإنّنا سنحتاج للمجموعات الأربع من الشّفرات في المبدّل . وتتمّ الدّورة الأولى كالتّالي : عندما يكون القطب الشّماليّ للمغناطيس الدّوّار في الموقع (1:00) ، يمكن وصل الوشيعة العليا لتعطي تدفّقاً مغناطيسياً ( قطب شمالي) . والوشيعة السّفلى لتعطي ( قطباً جنوبياً ) . يمكن توصيل الوشيعتين لتعملا في نفس الوقت في الدّورة الأولى . و في الدّورة الثّانية قم بقطع التّيار ، فتنعكس القطبيّة في كلا الوشيعتين بواسطة المبدّل والشّفرات .
يوضّح الرّسم في الأعلى محرّك "ذات وشيعة واحدة" . عندما يمرّ التّيار المستمرّ ينشأ تدفّق مغناطيسيّ قويّ في الفراغ ضمن الوشيعة ( ضمن النّواة الهوائيّة ) ، مشكّلاً مغناطيساً كهربائياً قوياً . إنّ هذا الملفّ عالي الكفاءة بحيث يمكنك الحصول على تدفّق مغناطيسي شمالي أو جنوبي في مركز الوشيعة عند عكس الأقطاب . قد يكون هذا هدراً للوقت ولكنّه يستحق العناء . ويمثّل الشّكل التّوضيحي المبيّن أعلاه مثالاً لمحرّك صغير . عند القيام بلفّ السّلك ، من الأفضل لفّه من اليسار إلى اليمين و ببطء ، و للحصول على وشيعة مثاليّة وذات كفاءة عالية ، يجب أن تلفّ السّلك بشكل متلاصق ودون فراغات بين الحلقات . لكن ، لماذا يجب فعل ذلك ؟ الجواب هو أن الوشيعة ستعمل عمل مكثّف عالي التّوتّر ، وإذا قمت بصنع مكثّفة من قبل ، فإنّك ستعرف بأنّ الصّفائح يجب أن تكون بنفس الشّكل والحجم ، ويجب أن تكون المسافة بين هذه الصّفائح أصغريّة . وكلّما ازدادت سعة الوشيعة ، تزداد كميّة الطّاقة الحرّة النّاتجة . سيقوم المحرّك باستخدام هذه الطّاقة لتشغيل نفسه ، ممّا يزيد من فعاليّته . ويجب أن تتمّ عملية لفّ الوشيعة ببطء ، حتّى وإن كانت هذه العمليّة تستغرق الكثير من الوقت . وإذ كنت ماهراً في التّصميم فإنّك ستتمكّن من صنع جهاز للفّ الوشائع بشكل آلي . وكلّما زادت مقاومة سلك الوشيعة ، كلّما ازدادت كفاءة المحرّك ( وكذلك الأمر بالنّسبة لزيادة عدد الّلفّات ) . إذا قمت بدراسة تصميم وشائع المحرّك والمغناطيس الدّوّار بعناية ، فستلاحظ أنّها مختلفة تماماً عن المحرّكات التي تصنع في يومنا هذا . إنّه ليس محرّكاً فقط ، بل محرّك ومولّد ينتج طاقة حرّة يستخدمها لتشغيل نفسه . تستخدم معظم المحرّكات والمولّدات الحاليّة سلكاً نحاسياً معزولاً ملتفاً حول نواة من الحديد الّليّن ، وكما تلاحظون ، فنحن لا نستخدم نواة الحديد الّلين ، ولكنّنا لا نقول أنّه من الخطأ استخدامها . في البداية : قبل أن تبدأ بلفّ وشيعة المحرّك ، يجب أن تقوم بصنع بكرة لفّ من مادة الـ ( PVC ) إضافة إلى قاعدة دوّارة . و للوشائع الصّغيرة نستخدم رأس مثقب كهربائي للفّها . ونستخدم محرّكاً ( 90vdc ) مع متحكّم للتحكّم بسرعة الدّوران . ولا يمكنك استخدام رأس المثقب الكهربائيّ للفّ الوشائع الكبيرة ، إلاّ إذا استخدمت مخرطة وحوّلتها لتعمل على محرّك ( 90vdc ) ذو حزام ناقل الحركة ومتحكّم . الخيار الثّاني هو صنع طاولة خشبيّة مستديرة كبيرة مع صينيّة دوّارة موصولة بأسفلها . ويمكن إلصاق بكرة اللفّ ( من الـ PVC ) بالقاعدة الخشبيّة بواسطة شريط لاصق مزدوج . إنّها عملية بطيئة . لكن ، إذا كنت ماهراً في الصّناعة فمن الأفضل أن تجعل الطّاولة تدور بشكل آليّ . وذلك باستخدام محرّك ( 90VDC ) ذو حزام ناقل للحركة مع متحكّم وعجلة مطاطيّة ، حتى يمكن أن تدور الصّينيّة الدّوّارة بشكل آليّ . ويجب أن يكون قطر الصّينيّة الدّوّارة 16 إنشاً ، وأن توضع على الطّاولة .
إنشاء الوشيعة ( الملف الحلزوني ) بكرة الّلف : إذا لم تكن تجيد صناعة مثل هذه الأشياء بدقّة ، فربّما من الأفضل لك أن تقوم بصنع المحور الدّوّار الذي ستلصق عليه المغانط ، ثم قم ببناء قالب الـ ( PVC ) حوله ، وبذلك تتأكّد من أنّه أثناء العمل لن يمسّ بقالب الـ ( PVC ) الذي سيمثّل بكرة الوشيعة السلكية . استخدم سكيناً أو منشاراً ذو نصل قاطع لقص قطع الـ ( PVC ) ، أو يمكنك قصّها بزوايا قائمة ثم أضف قطع ( PVC ) مستديرة أو قطع خشبيّة للأطراف . سيكون لديك ست قطع من A حتى F وهي القطعة الأكبر وتوضع في أسفل بكرة الـ ( PVC ) . قصّ القطع وألصقها ، ولكن ليس بحواف مستديرة كما يظهر الشّكل أدناه ، فالشكل مجرّد مثال توضيحيّ .
إنشاء وشيعة المحرّك
التّركيب : يجب أن تكون بكرة الـ ( PVC ) جاهزة ، و يجب أن تكون قد تركت لتجفّ مدّة 24 ساعة . ثبّت بكرة الـ ( PVC ) في وسط الصّينيّة الخشبيّة الدّوّارة ، وذلك باستخدام البراغي . والآن حان الوقت للفّ السّلك النّحاسي حول بكرة الـ ( PVC ) . ضع بداية السّلك النّحاسي في ثقب البداية ( النقطة B على الشّكل ) ، وأجعل قسماً منه يمرّ خلال الثّقب والصقه في أسفل بكرة الـ ( PVC ) باستخدام شريط لاصق . ابدأ الآن بتدوير الحامل ( القاعدة ) ببطء ، وبنفس الوقت قم بلفّ السّلك النّحاسي من اليسار إلى اليمين ، إذا كنت تستخدم قاعدة شاقوليّة ، ومن الأسفل إلى الأعلى إذا كانت القاعدة أفقيّة . وتأكّد من عدم وجود فراغات بين لفّات السّلك النّحاسيّ ( عيار 27 ) . استمرّ بهذه العمليّة حتى تحصل على وشيعة وزنها 12باونداً ، ويمكنك وضع شريط لاصق بين كلّ طبقتين حتّى يبقى السّلك متماسكاً . حاول ألاّ يكون السّلك رخواً ، وإذا أردت الاستراحة ، ألصق السّلك بقطعة من الّلاصق إلى أن تعود إلى العمل . سيستغرق هذا العمل وقتاً طويلاً ، لكنّه يستحقّ العناء . فأداء الوشيعة سيكون أفضل ممّا لو تمّ لفّها بشكل آليّ .
استخدم شريطاً لاصقاً لإلصاق بكرة الـ ( PVC ) على الصّينيّة الخشبيّة الدّوّارة ، حتى لا تدور البكرة أثناء قيامك بلفّ السّلك . يمكنك أيضاً استخدام البراغي لتثبيت الصّينيّة الدّوّارة ومنعها من الحركة بحريّة . حرّك الطّاولة بيدك أو باستخدام محرّك ( 90vdc ) .
ثبّت أرجلاً مطاطيّة ( كاوتشوك ) في أسفل القاعدة الخشبيّة باستخدام البراغي . اصنع ثقبين ( بقطر 16/7 إنش ) في الجزء العلويّ لكلّ طرف من الهيكل . يمكنك استخدام ألواح رقيقة من الخشب بدل الألمنيوم لطرفيّ الهيكل . ثبّت المحور السّداسيّ الدّوار في الثّقبين في مركز طرفي الهيكل ، بحيث يكون قطر كلّ ثقب ( 1.10 إنشاً ) .
ضع المحامل على المحور الدّوّار ( خارج الهيكل ) . أبعد طرفيّ الهيكل عن بعضهما مسافة ( 16.75إنش ) وضع إشارة على المحور الدّوار لتبيّن مكان طرفيّ الهيكل . قطر الثّقب المركزيّ يجب أن يكون أكبر من إنش واحد ( وهو قطر المحور الدّوّار ) ، حتى لا يحدث أيّ احتكاك بين المحور الدّوّار ولوحيّ الألمنيوم أثناء عمل المحرّك . و احرص على أن يكون المحور في مركز الثّقب ( الذي قطره 1.10 إنش ) . ضع لاصقاً على المحور حتى يصبح مناسباً لحجم الثّقب ، وضع إشارة بالقلم لتحديد حجم الثّقب . ثم أزل اللاصق عن المحور . قم الآن بصنع هذه الثّقوب ، واحرص على أن تثقب في مركز الدّائرة التي رسمتها تماماً . إن كنت غير متأكّد من قدرتك على ذلك ، اجعل الثّقوب أكبر ثم ثبّت المحامل باستخدام البراغي .
خذ القاعدة الخشبيّة للمحرّك ، وارسم خطّاً في منتصفها كما في الشّكل ، وكذلك ارسم قطر طرفيّ هيكل الألمنيوم ( أو الخشب) . ارسم خطّاً على بعد 3 إنشات من الطّرف الأيسر للقاعدة الخشبيّة ( وهو الجانب الذي سيوضع عليه المبدّل ) ، ثمّ ضع إشارة بعد 4/1 إنش ( سماكة طرف الهيكل ) ، ثم ضع إشارة بعد ( 16.75 إنش ) ( منطقة الوشيعة ) كما في الرّسم . حدّد جميع الثّقوب التي ستحتاجها وتأكّد من الدّقّة . يمكن تثبيت قمّة طرف الهيكل باستخدام براغي طويلة . ثبّت زوايا الألمنيوم ( 2×2 إنش ) إلى القاعدة الخشبيّة باستخدام البراغي والعزقات . ثبّت الطّرف الأيسر من الهيكل بزاوية الألمنيوم ثم ضع المحور الدّوّار ولا تثبّت الجهة اليمنى قبل أن تتأكّد من القياسات ومن أنّها توازي الجهة اليسرى تماماً . ثم ضع البراغي الطّويلة في أعلى طرفيّ الهيكل ، وثبّت جميع البراغي ، وعدّل البراغي العلويّة الطّويلة حتى يتمكّن المحور من التحرّك بحريّة . ثبّت دولاب تنظيم السّرعة على الجهة اليمنى من المحور الدّوّار .
قاعدة خشبيّة ( للوشيعة ) : تستخدم لحمل وإسناد وشيعة المحرّك . ويمكنك أن تصنعها من الألمنيوم السّميك ، ولكن ليس من الفولاذ .
تطبيق المغانط والمحور الدّوّار
سنعمل أولاً على القطب الشّمالي للمحور الدّوّار . بإمكانك تحديد القطب الشّمالي للمغانط باستخدام البوصلة ، ثمّ ضع حرف N على كلّ مغناطيس ( بعد أن تحدّد قطبه الشّماليّ ) . استخدم واقياً للعيون . هذه المغانط يصعب التّعامل معها لذلك خذ كامل وقتك . من الأسهل استخدام قضيب سداسيّ ، ذات مسطّح ( 1 إنش ) لكل وجه من جوانبه ، فالمغانط تتناسب معه أكثر . أبرد القضيب حيث ستضع المغانط ( ستلصق المغانط ) ونظّفه باستخدام الّلكر المخفّف ( بمادّة التينر ) . يجب أن تكون الأيدي ومنطقة العمل نظيفة . حدّد ( بواسطة قلم ) الأماكن التي ستضع فيها المغانط . المسافة بين المغانط يجب أن تكون 8/3 إنشاً . لا حاجة لوضع الّلاصق على المغانط ، فقط ضع الّلاصق على المنطقة التي ستثبّت عليها المغناطيس ، ثبّت القضيب بملزمة أو بشريط لاصق حتى لا يتحرّك .
وضع المغانط : استخدم كلتا يديك في هذه العمليّة ، أمسك معصم يدك اليمنى بيدك اليسرى ، أمسك المغناطيس بيدك اليمنى وقرّبه من القضيب بشكل مائل وببطء ، ولا تسمح للقوّة المغناطيسيّة بجذبه بسرعة إلى القضيب ، بل اجعله ينزلق إلى مكانه بهدوء . لأنّه من الممكن أن ينكسر . بعد أن تضعه في مكانه تماماً ، ألصقه جيداً وألصق عليه أيّ مادة بلاستيكيّة ( حتى لا يقوم بجذب المغناطيس الذي يليه ) ودعه يجفّ لساعتين . استمرّ بهذه العمليّة حتى يصبح لديك ثمانية مغانط على شكل صفّ . والآن يمكنك وضع مادة لاصقة في الفراغات بين المغانط ، واتركه يجفّ ليلة كاملة . أعد هذه العمليّة حتى تحصل على ثلاثة صفوف من المغانط فوق بعضها ، وملصقة جيداً . احرص على أن يكون المحور متوازياً قدر الإمكان فهو سيدور بسرعة عالية ، وإن لم يكن متوازياً فإنّ المحرّك بأكمله سيهتز ، وقد تفقد بعض الأجزاء ثباتها . ( أنظر في الصّور التوضيحيّة ) عند انتهائك من القطب الشّمالي احرص على حمايته من المغانط الأخرى ( باستخدام عازل ) عندما تقوم بالعمل على القطب الجنوبي . استخدم ( الّلكر ) لتنظيف الأجزاء قبل وضع اللاصق .
المبدّل والشّفرات
اقطع 4 قطع من الزّجاج البلاستيكيّ ، أو الـ (PVC) أو الخشب بأبعاد (8 /1 3 × 8/1 1 إنش ) ، قم بتحديد وثقب ثقوب بقطر 16/3 إنش في الزّجاج البلاستيكيّ والرّقائق النّحاسيّة ، واستخدم براغي ( 32 – 8 6 ) لتثبيت الشّفرات . يجب أن تقوم بقص ثمانية رقائق نحاسيّة بالأبعاد الموضّحة بالشّكل ( 1 ) . اصنع زاوية من الألمينوم أو الفولاذ ( 1×1 ) إنش بطول (4/3 10 إنش ) . اقطع قضيباً من الألمنيوم أو الفولاذ بالأبعاد (4/3 × 4/3 × 8/7 3 إنش ) . ألصق المناطق التي ستضع عليها الشّفرات وطرف الهيكل . قم الآن بقصّ أنبوب من النّحاس أو من الـ (PVC ) بأبعاد ( 10 × 1 إنش ) ( يجب أن يكون القطر الدّاخلي للأنبوب إنشاً واحداً ) . إذا استخدمت أنبوباً من النّحاس فيجب عليك عزله من الخارج بسماكة 8/3 إنش . ويمكنك استخدام ( لاصق كهربائي أسود ) . ضع رقائق الألمنيوم على كامل الأنبوب ، وسيلزمك أربعة رقائق . ثم اعزل قضيب النّحاس من جهة واحدة فقط ، حتى يتمَّ توقيت المحرّك بشكل صحيح . أدر القطب الشّمالي للمغانط الدّوّارة إلى الموقع (1:00) وضع علامة على القضيب النّحاسيّ كدليل . ثم أدر القطب الشّمالي إلى الموقع (6:00) وضع علامة أيضاً . وفي مكان العلامتين ضع طبقتين أو ثلاثة من الشّريط الّلاصق ( لاصق كهربائي). جذب القطب الشمالي للمغانط باستخدام قوّة كهرطيسيّة: باستخدام مجموعة واحدة من الشّفرات فإنّنا نقوم باستخدام القطب الشّمالي للمغناطيس الدّوّار فقط . ويمكن زيادة القوّة باستخدام المجموعات الأربع من الشّفرات ودفع ( أو جذب ) القطب الجنوبي .
هذا المبدّل منزلي الصّنع وهو يستخدم لقطع التّيار عن الوشيعة المغناطيسيّة . سنقوم بصنع قضيب توصيل دوّار ، وبدورانه فإنّه يسمح للتّيار بالتدفّق عبر الوشيعة . 1 – قم بقصّ أنبوب نحاسيّ بطول ( 2إنش ) وقطر ( 4/3 1 أو 2 إنش ) . 2 – قم ببرد السّطح الدّاخلي للأنبوب بشكل جيد ، ثمّ نظّفه باستخدام ( الّلكر المخفّف بالتّينر ) ، اصنع ثقوباً بقطر ( 16/1 إنش ) على السّطح الدّاخلي ، وكذلك ثقوب أخرى على السّطح الخارجي للنّصف الآخر من الأنبوب ( بنفس القطر ) على الحواف . 3 – خذ قطعة بطول ( 3إنش ) وقطر ( 1 إنش ) وقم بتشحيمه ، ولكن احذر أن يتلطّخ السّطح الدّاخلي للأنبوب النّحاسي بالشّحم . املأ الأنبوب بالّلاصق بعد أن تتأكّد من وضع القضيب في منتصف الأنبوب . واتركه يجفّ لمدّة 24 ساعة . ( من الأفضل تركه لمدّة 40 ساعة ) . اصنع شقّين ( بعرض 4/1 إنش ) على طول الأنبوب ، واملأهما بالّلاصق ، واتركه يجفّ مدّة 24 ساعة ، ثم أبرده بشكل جيّد وناعم حتى لا تواجه أيّة مشاكل في انزلاق الشّفرات على المبدّل ؟
الشّـفرات بدلاً من شراء حوامل الشّفرات ، يمكنك صنع بعضها بنفسك . يجب أن تكون حوامل الشّفرات معزولةً جيداً . أو يمكنك استخدام حوامل من الـ ( PVC ) وهي سهلة الصّنع .
.........................................
على الشكل يمثّل المبدّل ( المصنوع من الأنبوب النّحاسي ) المبيّن أعلاه قضيباً للتّوصيل ، فعندما يحدث تماس بينه وبين الشّفرات فإنّه يكمل الدّارة سامحاً بمرور التّيار الكهربائيّ . إنَّ توقيت المحرّك أمر سهل . عندما تركّب المبدّل أدر القطب الشّمالي للمغناطيس الدّوار إلى الموقع (1:00) وضع علامة في مكان تماس الشّفرة مع المبدّل ( الأنبوب النّحاسي ) . ثمّ أدره إلى الموقع (6:00) وضع علامة أخرى في نقطة التّماس على المبدّل . ثمّ ضع شريطاً لاصقاً عازلاً بين العلامتين اللتين قمت بتحديدهما . 1 - اصنع ثقوباً صغيرة على أحد الوجوه . 2 – اصنع حلقتيّ ربط ( حابستين ) من الـ ( PVC ) بالأبعاد المبيّنة . ( كما هو مبيّن أدناه ) :
3 – قصّ أنبوباً نحاسياً بطول ( 2/1 إنش ) وقطر داخليّ ( 4/3 إنش ) . 4 – اقطع قطعة صغيرة من القضيب ( 16/5 إنش ) بطول 2 إنش .
ضع القضيب بعد أن تشحّمه ، وضع حلقة الرّبط ( الحبّاسة ) ( D ) في أسفل الأنبوب ، ثم املأه بالّلاصق وضع الحلقة الأخرى ( C ) واضغطها جيداً حتى لا يبقى أيّ فقاعات هوائيّة ، ثم اتركه يجفّ ليلة كاملة . 6 – أزل حلقتيّ الرّبط بهدوء ، وكذلك قم بإزالة المحور ببطء (بتدويره وسحبه بهدوء ) ، ثم اصنع شقوقاً في الأسفل ، كما هو موضّح بالرّسم . 7 – شحّم القضيب وأعده إلى الثّقب ( 16/5 إنش ) ثم ضع الياقة (القطعة ) الفولاذية عليه ، وأنزلها حتى السّطح السّفليّ ( B ) ، الصق الياقة على الّلاصق الجافّ وانتبه ألاّ يصل الّلاصق إلى القضيب . دعه يجفّ لمدّة 8 – 12 ساعة ثم أزل القضيب . 8 – ضع لاصقاً كهربائيّاً سميكاً ، وضع فوقه لاصقاً شفافاً .
التوصيلات الكهربائية
يمكن تغذية المحرّك بمجموعة من البطاريات الموصولة كما في الصورة
خيارات لزيادة اداء المحرّك ............................... CD .
|
