لن نقوم ببناء مولد كهربائي لتزويد منزلك بالكهرباء، بدلا من ذلك سنقوم ببناء مولد تجريبي صغير، وتنطبق نفس المبادئ على مولد كبير وصغير، ويمكن أن تسمى المولدات الكهربائية محولات الطاقة، لأنها تحول الطاقة الحرارية أو الطاقة الحركية (الطاقة من الحركة) إلى طاقة كهربائية، والنظرية وراء مولد كهربائي هي أن تباين المجال المغناطيسي ينتج تيارا كهربائيا من خلال حلقة سلكية، ومن السهل إلى حد ما بناء مولد كهربائي .
طريق صنع مولد كهربائي
الطريقة الأولى
يمكنك تحديد مصدر الطاقة الذي تريد تحويله إلى كهرباء، ويمكن استخدام أي شيء يحتوي على محور دوار مثل دراجة ثابتة .
يتم لف طول السلك لتكوين حلقة كبيرة إلى حد ما، مع التأكد من أن طرفي السلك يمكن الوصول إليهما، وكلما يزداد عدد الملفات التي يتم إنشاؤها، تزداد الطاقة التي يتم إنتاجها .
قم بتوصيل حلقة السلك بمصدر الطاقة لديك، على سبيل المثال، المحور للدراجة، وتأكد من أن الحلقة مدعومة جيدًا وليست في طريق أي أجزاء متحركة من مصدر الطاقة لديك (مثل الدواسات، إذا كنت تستخدم دراجة) .
ضع مغناطيسا قويا حول الحلقة لتمكينها من الدوران بحرية بين الحلقة، وإذا كنت ترغب في زيادة قوة المجال المغناطيسي، يمكنك ترتيب المغناطيسات بحيث يواجه القطب الجنوبي لمغناطيس واحد القطب الشمالي لمغناطيس آخر .
يمكن توصيل مصدر الطاقة الخاص بك (مثل محور الدراجة) ببطارية كبيرة .
يجب تنشيط مصدر الطاقة الخاص بك (على سبيل المثال، الجلوس على الدراجة وبدء تهوية الدراجة) .
7- لقد أنتجت للتو الكهرباء .
الطريقة الثانية
يتم تكوين دائرتين من الورق المقوى بقطر حوالي 3 سم وسمك 1-2 مم، ويتم عمل ثقب بدقة في وسط كل دائرة، ومن ثم يتم البحث عن مسمار كبير يتم ربط إحدى الدوائر عليه، ويتم دفع رأس المسمار باتجاه اليمين بحذر .
2- غطي آخر 3-4 سم من المسمار بطبقة واحدة من الشريط العازل (اترك رأس المسمار مكشوفا)، ادفع الدائرة الثانية إلى المسمار ولكن فقط حتى الشريط العازل، وأضف المزيد من الشريط على الجانب الآخر من الدائرة لإصلاح الدائرة في مكانها، ويجب أن يكون لديك الآن “بكرة” جاهزة لتدوير الملف .
3- احصل على بعض الأسلاك النحاسية الرقيقة المعزولة (على سبيل المثال، حوالي 25 مترا من سلك قطره 0.3 مم ومغطى بالعازل)، اترك حوالي 20-30 سم وابدأ في لف السلك بين الدائرتين، وتدور اللفات من 1000 إلى 1500 مرة (العدد الدقيق ليس أهمية كبيرة ويعتمد على الدقة التي ترغب في تحقيقها قبل أن تغطي الأسلاك الكرتونية المحيطة)، اترك 20-30 سم حرة في النهاية ثم اقص السلك وربط الشريط تماما لتجنب تحرك اللفات .
لتوصيل الأسلاك بالمصابيح الصمامية، يجب خلع العزل عن النهايات الحرة للأسلاك، ثم توصيل الأسلاك بالمصابيح الصمامية. بعد ذلك ، يجب وضع المغناطيس بالقرب من رأس المسمار وأمسكه بحوالي 5 مم تقريبًا من الرأس، ثم نقل المغناطيس بسرعة من جانب إلى آخر. وسيظهر المصباح أو المصباح الصمامي ضوءًا عندما يتم توليد الكهرباء .
كيف يعمل المولد الكهربائي
يتم تشغيل المولد عن طريق مجال مغناطيسي يثير الجهد في ملف الأسلاك، وهناك نقاط مهمة يجب ملاحظتها، حيث يزداد الجهد مع زيادة عدد لفات الأسلاك على الملف وحجم الملف وزيادة قوة المجال المغناطيسي، ويجب أن يكون المجال المغناطيسي (أو الملف) ثابتا لإنتاج / حث الكهرباء في الملف، ويمكن فعل ذلك عن طريق تحريك المغناطيس أو تحريك الملف والتأثير هو نفسه، ويحتاج الملف (أو المغناطيس) إلى التحرك بطريقة مستمرة عبر المجال المغناطيسي، والمسمار الحديدي مهم أيضا في المولد البسيط لأنه يميل إلى تركيز المجال المغناطيسي، حيث يلف الملف حول الأظفر، فإنه يميل إلى جذب مزيد من التدفق المغناطيسي في منطقة الملف مما يعزز الكفاءة الكلية للجهاز ويزيد من الجهد الذي يتم إنتاجه .
نوع الأسلاك المستخدمة في الملف مهم أيضًا، فعلى سبيل المثال، يؤدي استخدام الأسلاك السميكة إلى نقص في الطاقة، ولكن الجانب السلبي هو أن الملف سيصبح كبيرًا جدًا عند الحاجة إلى عدد كبير من المنعطفات. وفي المولد العملي، يجب إيجاد توازن بين حجم المغناطيس والملف والأسلاك .
كهرباء المنازل ac او dc
يشير هذا الجملة إلى أن المولد البسيط المستخدم هنا هو مولد تيار متردد، حيث يتناوب الجهد بين + و – على السلكين في كل مرة يدور فيها المغناطيس بشكل كامل. وبالتالي، يمكن للمولد إنتاج تيار كهربائي يستخدم لإضاءة المصابيح، دون الحاجة للقلق بشأن اتجاه التيار، حيث يتناوب بشكل طبيعي على السلكين. ومع ذلك، لا يمكن استخدام هذا المولد البسيط لتشغيل الأجهزة التي تحتاج إلى تيار مباشر، مثل الآلات الحاسبة أو الراديو .
ما نوع اللمبة التي يجب أن أستخدمها في المولد
قد يبدو منطقيا استخدام مصابيح كهربائية ذات جهد منخفض في هذا النوع من المولدات، ولكن في الواقع فإن المصابيح ذات الجهد العالي تعمل بشكل أفضل في كثير من الأحيان، على سبيل المثال، يحتاج المصباح ذو الجهد 1.5 فولت و 0.25 أمبير إلى الإضاءة، بينما يحتاج المصباح ذو الجهد 6 فولت إلى أقل من 0.05 أمبير. ولا يمكن لهذا المولد البسيط توليد تيار كبير، بل يمكنه توليد تيار صغير نسبيا (مثل 0.05-0.1 أمبير). وبالتالي، تعمل المصابيح ذات الجهد العالي بشكل أفضل، ويعمل LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء) جيدا في هذا التصميم لأنه يستهلك قليلا من التيار، حوالي 0.01 أمبير .