طريقة لاختراع مولد كهربائي بسيط

مقدمة عن المولد الكهربائي

المولد الكهربائي هو جهاز يقوم بتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بواسطة المجال المغناطيسي. تم ابتكار هذا الاختراع الرائع على يد العالم مايكل فارادي في عام 1831. تتواجد أنواع مختلفة من المولدات الكهربائية، ومنها مولدات التيار المستمر ومولدات التيار المتردد، وكل نوع منها له تطبيقاته الفريدة في الحياة اليومية.

هيكل المولد الكهربائي

يتكون المولد الكهربائي من جزئين رئيسيين الجزء الميكانيكي والجزء الكهربائي.

الجزء الميكانيكي

يتضمن الجزء الميكانيكي وجود مجال مغناطيسي، حيث نجد العديد من المغناطيسات مثبتة على الحافة الداخلية للهيكل الخارجي للمولد. بينما تحتوي الأجزاء المتحركة على أسلاك كهربائية مُلفوفة بنمط معين، والذي يؤثر بشكل مباشر على كمية الطاقة الكهربائية التي يتم توليدها بناءً على كيفية قطع تلك الأسلاك لخطوط المجال المغناطيسي.

الجزء الكهربائي

هذا الجزء يحتوي على أسلاك كهربائية مُلفوفة مقسمة إلى أربعة أقسام ومثبتة على الجزء الدوار. وعندما تتقاطع هذه الأسلاك مع خطوط المجال المغناطيسي، يبدأ التيار الكهربائي بالتولد نتيجة حركة الإلكترونات التي تتأثر بالمجال المغناطيسي داخل الأسلاك. يتم نقل التيار الناتج إلى خارج المولد عبر سلكين مرتبطين، أحدهما يمثل القطب الموجب والآخر يمثل القطب السالب.

المواد المطلوبة لصنع نموذج مولد كهربائي بسيط

لإنشاء نموذج مبسط من المولد الكهربائي، ستحتاج إلى المواد التالية

• غراء أو صمغ
• قرصان مدمجان (CD)
• ورق مقوى
• قطعة خشبية (بالعرض 30 سم والطول 40 سم)
• قطعة خشبية صغيرة (بالعرض 5 سم والطول 15 سم)
• باكورة ماكينة الخياطة
• برغي طويل مع سمونة
• محرك صغير (كالمستخدم في ألعاب الأطفال)
• قطعة مطاطية أو خيط خياطة
• مصباح صغير أو LED

خطوات بناء النموذج

1. قم بتثبيت القطعتين الخشبيتين بشكل يشكل حرف "L".
2. ثبّت البرغي في القطعة الخشبية العمودية بحيث يتقاطع مع القطعة الخشبية السفلى.
3. أدخل باكورة ماكينة الخياطة داخل البرغي، مما يسمح للقرص المدمج بالدوران بحرية.
4. قص ورق المقوى على شكل دائرة بقطر أقل بمقدار سنتمتر واحد من قرص السي دي.
5. ضع دائرة ورق المقوى بين القرصين المدمجين، واستخدم الغراء لتثبيتهما معًا، بحيث يشكّلان حلقة دائرية فارغة من المنتصف.
6. ضع قرص السي دي على البرغي.
7. أدخل السمونة في البرغي مع التأكد من بقاءها بعيدة عن القرص المدمج، مما يسمح له بالدوران بشكل حر.
8. ثبّت المحرك الكهربائي بحيث يكون الجزء الدوار على نفس المستوى الفارغ بين القرصين المدمجين.
9. ضع القطعة المطاطية بين القرصين المدمجين، واشبكها مع الجزء المتحرك من المحرك الكهربائي.
10. وصل سلكي المحرك الكهربائي مع أطراف المصباح، وتأكد من التوصيل بشكل صحيح.
11. ابدأ بتحريك القرص الدائري، وستلاحظ ظهور ضوء خفيف من المصباح. كلما زدت من سرعة الدوران، ستزداد شدة إضاءة المصباح ناتجة عن الارتفاع في قوة التيار المتولد.

خلاصة

من خلال هذه الخطوات البسيطة، يمكن لأي شخص أن يستكشف مبادئ توليد الطاقة الكهربائية باستخدام مولد كهربائي. هذا المشروع لا يساعد فقط في فهم الأساسيات الأساسية للطاقة، ولكنه أيضًا يفتح أمام الأذهان فرصاً لاستكشاف عالم العلوم والهندسة بشكل أعمق.