كيف تصنع أبسط محرك كهربي يعمل بالتيار المستمر بواسطة مغناطيس

أهلًا ومرحبًا بكم في مشروع المحرك أحادي القطب!

نسعى في تلك التجربة الرائعة إلى الجمع بين مبادئ الكهرومغناطيسية والهندسة الميكانيكية لصنع محرك بسيط ولكنه مذهل استنادًا إلى المجهود العظيم للفيزيائي مايكل فاراداي، يمكن أن يكون هذا التصميم بداية لكثير من التجارب العلمية الرائعة التي من شأنها تعزيز قدرة الطلاب على إدراك المفاهيم العلمية الأساسية وهم يستمتعون بتعلمها. 

إن المحرك أحادي القطب من أفضل المشاريع التي تتيح لنا فرصة استكشاف مبادئ التصميم الهندسي، جرّب العديد من المواد والأشكال لتحسين كفاءة وأداء محركنا، مما يعزز لدينا الإبتكار والفهم العميق للمفاهيم الهندسية.

سوف نكشف أثناء العمل على هذا المشروع أسرار العلوم بطريقة مذهلة وملموسة، كما سنتعمق أكثر في قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، ونتقن قاعدة اليد اليمنى ونرى شدة التيار وهي عمودية على المقاومة وقوة الجهد، ونوضح العلاقة بين التيار الكهربي والمجال المغناطيسي.

ما نحتاجه هو:

• ملف نحاس معزول.
• بطاريات AA.
• أقطاب مغناطيسية من النيوديميوم.
• جسم اسطواني مثل قلم ماركر لعملية اللف.

• قم بثني سلك النحاس على شكل حرف U مع جعل قطره واسعًا بعض الشيء، واجعل أحد طرفيه أطول قليلًا من الطرف الآخر.
• الطرف الأطول سيتم توصيله بطرف البطارية، والأقصر هو من سيتعرض للمجال المغناطيسي.

• انزع الجزء العازل عن طرفي سك النحاس بمقدار حوالي 1 سم بواسطة ورق الصنفرة.
• تأكد من أن السلك نظيف، وخالٍ من أي شظايا أو أكسدة.
• قم بتوصيل الطرف الأطول من السلك بالطرف الموجب للبطارية.
• يمكنك استخدام شريط لحام عازل، أو عجينة لاصقة لتثبيت السلك في مكانه، وتأكد من أن اتصال السلك بالبطارية مستقر وثابت.

• تأكد من أن المغناطيس نظيف وخالٍ تمامًا من أية تلف أو طلاءات عازلة.
• ضع المغناطيس على سطح مستوٍ.
• ضع بحذر طرف السلك الأقصر أعلى المغناطيس، وتأكد من أنه متصل به جيدًا.
• تأكد من أن السلك لا يلمس طرف البطارية، أو أي جزء آخر من المحرك.
• قم بتوصيل الطرف الأطول للسلك بالقطب السالب من البطارية، اتركه لفترة حتى يتولد تيار كهربي.

• إذا لاحظت دوران غير متناسق للسلك فتأكد من ضبط السلك بحيث يكون متصلًا بالمغناطيس بطريقة جيدة.
• جرّب المزيد من أطوال وأشكال السلك لتحسين كفاءة وأداء المحرك.
• تأكد من أن البطارية مشحونة بالكامل، وأن السلك نظيف وموصل بصورة صحيحة بطرفي البطارية.
• وأخيرًا نقول أن هذا المشروع يوفر للجميع تجربة تعليمية لا تقدر بثمن، إذ تقدم رؤية عملية واضحة للفيزياء الكهرومغناطيسية، وترفع من قدرتنا على فهم المبادئ الهندسية بصورة أعمق، وإتقان مهارة حل المشكلات.