المحرك الكهربي " الموتور " - فيزياء تالتة ثانوي

الوظيفة

تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة حركية باستخدام مصدر كهربى مستمر

الفكرة العلمية

عزم الازدواج المؤثر على ملف يمر به تيار مستمر وموضوع بين قطبى مغناطيس .

التركيب

1- قطبى مغناطيس قوى على شكل حدوة الفرس .

2- ملف مستطيل يتكون من عدد كبير من لفات سلك نحاسى معزول

ملفوفة حول قلب من الحديد المطاوع السيليكونى على شكل
اقراص رقيقة معزولة عن بعضها لتقليل التيارات الدوامية .

3- يتصل طرفا الملف باسطوانه معدنية مشقوقة الى نصفين
معزولين بحيث يكون مستوى الشقين عمودى على مستوى
الملف وتلامس نهايتا الملف فرشتين من الجرافيت تتصل
بسلك بمصدر تيار كهربى مستمر .

1- بفرض ان الملف موضوع موازيا للفيض المغناطيسى
وعند غلق الدائرة الخارجية فانه يمر تيار كهربى ينتقل الى
ملف الموتور عن طريق احدى الفرشتين (( F₁ والتى تلامس احدى نصفى الحلقة (x  ) وتلامس الفرشاه ايضا القطب الموجب للبطارية فينتقل التيار فى الملف فى الاتجاه (d c b a)

2-بتطبيق قاعدة فلمنج لليد اليسرى على الضلع ab نجد ان اتجاه القوة لاعلى واتجاه القوة المؤثرة على الضلع cd
لاسفل فينشأ ازدواج يعمل على دوران الملف فى اتجاه عكس دوران عقارب الساعة .

3- مع دوران الملف يقل عزم الازدواج تدريجيا حتى ينعدم عندما يصبح مستوى الملف عموديا على مستوى المجال.    q   =   صفر

4- ونظرا لان الملف يكون مدفوعا بقصوره الذاتى فيستمر فى الدوران.

5- وفى النصف الثانى من الدورة  يتبادل نصفى الحلقة التلامس مع الفرشتين فينعكس اتجاه التيار وتنعكس اتجاه القوة  ويعمل الازدواج الناشىء على استمرار دوران الملف

6- يزداد عزم الازدواج تدريجيا حتى يصل الى  اقصى قيمة له فى اللحظة التى يكون فيها وضع الملف  موازيا للفيض  90 = q    وهكذا 

يلاحظ انه عند دوران الملف من الوضع المواز فان :

عزم الازواج يقل  و الفيض المغناطيسي الذي يخترق الملف يزداد وعزم ثنائي القطب المغناطيسي ثابت

- يعمل الموتور على تنظيم سرعته ذاتيا (علل)

لتولد تيار مستحث عكسى ذاتى فى ملف الموتور
فعندما تميل سرعة الموتور الى الزيادة تزداد شدة التيار العكسى فتقل شدة التيار المحرك وبالتالى تقل سرعة الموتور
وعندما تميل سرعة الموتور الى النقص تقل شدة التيار العكسى فتزداد شدة التيار المحرك وبالتالى تزداد سرعة الموتور.
وعند سرعة معينة يثبت الفرق بين التيارين وتثبت سرعة الدوران حيث :-

  _{مستحث عكسى} I     ـــ     _مصدرI    =   _محركI 

3- كيف يمكن زيادة قدرة الملف على الدوران ؟

يستخدم عدة ملفات بين مستوياتها زوايا صغيرة متساوية ومتصلة باسطوانه معدنية مجوفة ومشقوقة الى عدد شقوق بحيث يكون عدد الشقوق = ضعف عدد الملفات
حيث يتواجد دائما ملف موازيا للفيض المغناطيسى فيتأثر بعزم ازدواج ثابت عند النهاية العظمى . 

4- تعمل نصفى الاسطوانه على تغير اتجاه التيار

فى الملف كل نصف دورة فتغير القوة من اتجاهها فينشأ عزم ازدواج يعمل على دوران الملف فى نفس الاتجاه .


ملاحظات :

1- عند مرور التيار المستمر فى ملف الموتور :

أ-  فإن الضلعان الرأسيان دائماً يتأثران بقوة قيمتها عظمى دائماً لان السلكان الرأسيان عموديان على المجال

ب-  أما الضلعان الأفقيان فلا يتأثران بأى قوة لأنهما موازيان للمجال 

2- العلاقة بين القوة الدافعة الكهربية :

                                                                     _{مستحثة عكسية} emf     ـــ     _مصدرemf    =   _محركةemf

                                                  _محرك R_{مستحث عكسى} I     ـــ    _محرك R _مصدرI    =  _محرك R _محركةI

                                                      _{مستحث عكسى} I     ـــ     _مصدرI    =   _محركةI

4- شدة التيار عند بدء التشغيل هو تيار المصدر (البطارية )     _مصدر I 

- تحولات الطاقة في بعض الاجهزة الكهربية