ساعدوووووووووووووني

Laila204 · 2011-02-11, 09:44

بحث حول التطبيقات العملية للظواهر الكهرومغناطيسية

AisSa_LaghOuat · 2011-02-11, 10:20

الكهرومغناطيسية
الكهرومغناطيسية : هى فيزياء المجال المغناطيسي (ويسمى أيضا حقل مغناطيسي) ،حيث يؤثر ذلك المجال على الشحنة الكهربية أو الجسيم المشحون كهربيا (والمقصود بالجسيم يختلف من آن لآخر ففى الكهرومغناطيسية الكلاسيكية يكون المقصود بالجسيم هو الجسيم النقطى اما في الكهرومغناطيسية الكمية يكون المقصد هو الجسيم الأولى), وفى المقابل يتأثر الحقل بوجود تلك الجسيمات وحركتها في المجال .
الحقل المغناطيسي المتغير يخلق مجالا كهربيا (وهذه الظاهرة تسمى بالحث الكهرومغناطيسي وهى أساس عمل المولدات الكهربائية والمحركات الكهربية والمحول الكهربي), وبالمثل يخلق حقل كهربي متغير حقلا مغناطيسيا ؛ وبسبب هذه التبادلية ما بين الحقلين الكهربي والمغناطيسي يصبح من الطبيعى أن نعتبرهم وجهان لعملة واحدة ألا وهى المجال الكهرومغناطيسي .
ينشئ المجال المغناطيسي نتيجة لحركة الشحنات الكهربية (كمثال:التيار الكهربائي) ، ويسبب المجال المغناطيسي في وجود تلك القوي المغناطيسية المصاحبة للمغناطيس .
ماذا تدرس الكهرومغناطيسية؟
تدرس الكهرومغناطيسية التفاعل الذي يتم بين الجسيمات المشحونة وبين المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية. ويمكن تقسيم الكهرومغناطيسية إلى؛ كهرباء ساكنة أو "إلكتروستاتيكا" وهي تدرس الشحنات والحقول الكهربائية الساكنة، والديناميكا الكهربائية أو "إلكتروديناميكا" وهو يصف التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع الكهرومغناطيسي. ومع أن المعرفة الكهرباء والمغنطيسية تطورت منذ القدم بشكل منفصل، فقد توصلت النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية، خلال القرنين الثامن و التاسع عشر، إلى تحديد العلاقة بين الظاهرتين من خلال قانون لورنتز ومعادلات ماكسويل. وتمكنت هذه الأخيرة من وصف الموجات الكهرومغناطيسية وفهم الطبيعة الموجية للضوء.
تهتم الكهرباء الساكنة بدراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون، والقوى التي تسلطها على بعضها البعض كما يصفها قانون كولوم. ويمكن تحليل سلوك هذه الأجسام من تجاذب أو تنافر من خلال معرفة القطبية والمجال الكهربائي المحيط بها، حيث يكون متناسبا مع مقدار الشحنة والأبعاد التي تفصلها. للكهرباء الساكنة عدة تطبيقات، بدءا من تحليل الظواهر الكهرومغناطيسية مثل العواصف الرعدية إلى المكثفات التي تستعمل الهندسة الكهربائية.
وعندما تتحرك الأجسام المشحونة كهربائيا في حقل كهرومغناطيسي فإنها تنتج مجالا مغناطيسيا يحيط بها فتختص الديناميكا الكهربائية بوصف الأثار التي تنتج عن ذلك من مغناطيسية وإشعاع الكهرومغناطيسي وحث كهرومغناطيسي. وتنظوي هذه المواضيع ضمن ما يعرف بالديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، حيث تشرح معادلات ماكسويل هذه الظواهر بطريقة جيدة وعامة. وتفضي هذه النظريات إلى تطبيقات مهمة ومنها المولدات الكهربائية والمحركات الكهربائية. وفي العشرينات من القرن العشرين، ظهرت نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية وهي تتضمن قوانين الميكانيكا الكمومية، و تصف التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والمادة عن طريق تبادل الفوتونات. وهناك صياغة نسبية تقدم تصحيحات لحساب حركة الأجسام التي تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء. تتدخل هذه الظواهر في معجلات الجسيمات و الأنابيب الكهربائية التي تحمل فروق جهد وتيارات كهربائية عالية.
تعتبر القوى والظواهر الناجمة عن الكهرومغناطيسية من أكثر الأمور المحسوسة في حياتنا اليومية بعد تلك التي تسببها الجاذبية. فعلى سبيل المثال، الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية مرئية تشع من جسيمات مَشحونة ومُعَجلة. وتجد مبادئ الكهرومغناطيسية إلى يومنا هذا العديد من التطبيقات التقنية والعلمية والطبية. وما الأجهزة الكهربائية مثل الراديو، والتلفاز، والهاتف، والقطارات المغناطيسية المعلقة، والألياف البصرية، وأجهزة الليزر إلا بضع أمثلة عن هذه التطبيقات التي صنعت تقدما نوعيا في تاريخ البشرية.
القوة الكهرومغناطيسية
القوة الكهرومغناطيسية هى القوة التى يؤثر بها المجال الكهرومغناطيسي علي الجسيمات الكهربية .
القوة الكهرومغناطيسية هى واحدة من بين أربع قوي أساسية في الطبيعة ؛ وباقى تلك القوي الأساسية هى القوي النووية القوية (وهى تلك المسئولة عن ترابط نواة الذرة),والقوي النووية الضعيفة والجاذبية ؛ فأي قوة في عالمنا عبارة عن تجميع لنسب مختلفة من هذه القوي الأربع الأساسية.
القوي الكهرومغناطيسية هى المسئولة عمليا عن كل مظاهر الحياة اليومية العادية فيما عدا الجاذبية؛فكل القوي المؤثرة في ربط مابين الذرات وبعضها البعض يمكن ارجاعها إلى القوة الكهرومغناطيسية التى تؤثر على الجسيمات الكهربية في الذرة من الكترونات وبروتونات؛ وبذلك يمكن اعتبار قوي "الشد" و"الدفع" التى نتعرض لها في حياتنا اليومية العادية عند الاصطدام بالأجسام العادية آتية من قوى الترابط ما بين الذرات المكونة لأجسامنا وتلك الذرات المكوة للأجسام التى صدمناها.
المغناطيس الكهربائي
المغناطيس الكهربـائي عبـارة عـن مغناطيس تتولد فيه المغناطيسية فقـط بسـبب تـدفق تيـار كهربي خلال سلك ما. وعادة ما تـُصنع المغناطيسـات الكهربيـة من ملف من السلك بعدد لفات كبير لزيادة التأثير المغناطيسي. ويُمكن زيادة المجال المغناطيسي الذي ينتجه الملـف بـوضع مـادة مغناطيسـية، كـقضيب حـديدي، داخل الملفات. ويتسـبب التيـار المـار خلال الملف في تحول الحديد إلى مغناطيس مؤقت.
الموجات الكهرومغناطيسية
ينتقل الضوء ، والموجات اللاسلكية، وأشعة إكس، وصـور الطاقـة الإشعاعي الأخرى خلال الفضاء كموجــــات طاقــــة تـســـمى الموجـــات الكهرومغناطيسية. ولتلك الموجات قمة وقاع، تمامًا كالأمواج التي تتكون عندما نلقي بحجر في الماء الساكن. وتُـسمى المسافة بين قمـم الموجات بطول الموجة، وتقاس بالمتر. ويُـسمى عدد الموجات فـي الثانيـة بـالتردد ويقـاس بـالهرتز. وتنتقـل جـميع الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء، وهي تردد موجة كهرومغنطيسية مضروبًا في طول الموجة نفسها.
لا بد و أنكم تعلمون أننا محاطون و بشكل مستمر و من جميع الجهات بأنواع مختلفة من أمواج الطاقة قليل منها مرئي و غالبيتها غير مرئية منها ما هو من صنع الطبيعة كالأمواج الضوئية التي تأتينا من الشمس و الأشعة الكونية و منها ما هو من صنع الإنسان كالأمواج الضوئية القادمة من المصابيح و الأمواج اللاسلكية الناتجة عن الهاتف الخلوي ( الجوال ) .
إذا تغاضينا عن أمواج الطاقة الميكانيكية ( كالأمواج الصوتية ) فإننا نستطيع أن نجزم بان معظم الأمواج الموجودة من حولنا هي أمواج ذات طبيعة كهرومغناطيسية و التي تشكل بمجموعها ما يسمى بالطيف الكهرومغناطيسي .
الآن لو أردنا أن نتحدث عن الطيف الكهرومغناطيسي نفسه فلا بد أن نذكركم بالجزء الأكثر شعبية منه أو الجزء الذي يعرفه معظمكم وهو الطيف الضوئي ( أو طيف ألوان قوس قزح ) أو ما يسمى علميا بطيف الضوء المرئي و على الرغم من أنه لا يشكل إلا جزءا بسيطا من الطيف الكهرومغناطيسي إلا أنه و في نفس الوقت قد ساهم في فهم المبدأ العام بشكل ممتاز .
الطيف الكهرومغناطيسي و عملية الإشعاع لن نفهمها تماما دون المرور بمفاهيم مثل طول الموجة و التردد و لكن قبل أن نخوض أيضا في هذين المفهومين نحن بحاجة للتعرف على طبيعة هذه الطاقة التي نسميها الطاقة الكهرومغناطيسية .
طبيعة الإشعاع الكهرومغناطيسي ( الطاقة الكهرومغناطيسية ) :
إن الاسم الذي أطلق على هذا الطاقة هو نتيجة لتفسير العلماء لطبيعتها فكلمة كهرومغناطيسي تجمع بين كلمتي كهربائي و مغناطيسي وهذا بالضبط التفسير الذي قدمه العلماء لهذه الطاقة فهي ( أي الإشعاع الكهرومغناطيسي ) عبارة عن سيل من الطاقة في مسار يحوي حقلين مغناطيسي و كهربائي تسير في الحقل المغناطيسي أمواج مغناطيسية و تسير في الحقل الكهربائي أمواج كهربائية و تتراوح الطاقة الكهرومغناطيسية جيئة و ذهابا بين هذين الحقلين أو المجالين بحيث أنه عندما تزداد شدة أحد الحقلين تنقص شدة الآخر و العكس بالعكس .
هذا يعني أن الموجتين ( أو نوعي الطاقة في الحقلين المختلفين ) مرتبطين معا و يتغيران معا بشكل متعاكس و تسمى سرعة التغير هذه بالتردد و بمعنى آخر أن التردد هو عدد المرات في الثانية التي تتغير بها الطاقة في الحقلين من أقصى قيمة لها و تعود لنفس هذه القيمة القصوى بمعنى أخر أنها عدد الأمواج التي تتشكل من هذا التغير خلال ثانية واحدة .
و لأن الطاقة الكهرومغناطيسية تتألف من تركيبة لموجتين مغناطيسية و كهربائية فقد ارتأى العلماء أن يسموها الأمواج الكهرومغناطيسية لأن طبيعتها موجية .
إذن التردد هو عدد المرات التي تصل فيها الطاقة الموجية لأقصى قيمة لها في اتجاه واحد . أما طول الموجة فهو مقياس آخر للموجة مرتبط بالتردد فهو يمثل المسافة بين أقصى قيمتين متتاليتين أو قاعين متتاليتين في نفس الاتجاه للطاقة الموجية .
أما حرصنا على الفهم الصحيح للطبيعة الموجية و المختلطة ( بين الكهربائية و المغناطيسية ) فلأنه سيشكل القاعدة الأساسية لفهم أنواع الطيف الكهرومغناطيسي و تقسيماته ( تصنيفاته ) وفقا للتردد أو لطول الموجة .
ومن الأمواج الكهرومغناطيسية التي تحيط بنا أشعة غاما - أشعة إكس ( الأشعة السينية ) - الأشعة فوق البنفسجية - الضوء المرئي ( الذي نستطيع تحسسه بالعين ) الأشعة تحت الحمراء - الأمواج المايكروية كالتي تستخدم بأفران المايكروويف - أمواج الرادار - الإرسال التلفزيوني - و أمواج الراديو و غيرها.

التوقيع :

Laila204 · 2011-02-11, 10:56

ليس ما أطلبه
البحث الذي اريده يتكلم على كيفية عمل المغناطيس داخل الأجسام على سبيل المثال الدينامو
وشكرا على مجهودك

شـ أسماءــروق · 2011-02-11, 11:07

السلام عليكم

هل هادا ما تبحثين عنه اختي Laila204

المقاب الكهربائي ... chignole
دينامو الدراجة ...... dynamo

Laila204 · 2011-02-11, 11:22

اضن هذااااا

شـ أسماءــروق · 2011-02-11, 11:32

ان شاء الله يفيدك ما وضعته لك

ماهو المحرك الكهربائي؟

هو آلة تحوِّل الطاقة الكهربائية إلى قدرة mecanique لإنجاز عمل. وتُستَخدم المحركات الكهربائية لتشْغيل عدة آلات ومعدات mecanique مثل غسالات الملابس وأجهزة التكييف والمكانس الكهربائية ومجفِّفات الشعر وآلات الخياطة والمثاقب الكهربائية والمناشير. وتشغل أنواعٍ شتى من المحركات الأدوات ال mecanique والروبوتات، وأيضاً المعدات التي تسهِّل العمل داخل المصانع.
ويتنوع حجم وسعة المحركات الكهربائية تنوعًا كبيرًا. فقد يكون جهازاً صغيراً يقوم بوظائفه داخل ساعة يد أو محرِّكاً ضخماَ يمد قاطرة ثقيلة بالقدرة. ففي الوقت الذي تحتاج فيه الخلاطات ومعظم أدوات المطبخ الأخرى لمحركات كهربائية صغيرة لأنها تحتاج فقط لقدرة بسيطة، تتطلب القطارات استخدام محركات أكبر وأكثر تعقيدا، ذلك لأن المحرك في هذه الحالة عليه أن يبذل جهدًا كبيرًا في وقت قصير.

وبناء على نوع الكهرباء المستخدمة، هناك نوعان رئيسيان للمحركات:
1- محركات تعمل بالتيار المتناوب
2- محركات تعمل بالتيار المستمر. يعكس التيار المتناوب اتجاه سريانه خمسين أو ستين مرة في الثانية. وهو التيار المستعمل في المنازل. وتستعمل محركات التيار المستمر أيضاً بشكل شائع في الأدوات المنزلية. ويسير التيار المستمر في اتجاه واحد فقط، ومصدره الرئيسيّ هو البطارية. وتستخدم محركات التيار المستمر استخداماً شائعا لتشغيل المعدات الميكانيكية في المصانع. كما أنه يستخدم باديء تشغيل في المحركات التي تعمل بالبنزين.
وتعتمد المحركات الكهربائية على مغانط كهربائية لتنتج القوة اللازمة لإدارة الآلات أو المعدات ال mecanique . وتسمى الآلات أو المعدات التي تدار بالمحرك الكهربائي الحمْل. ويُوصَّل عمود إدارة المحرك بالحمل.

مبادئ أساسية

كيف يعمل المحرك الكهربائي يتكون المحرك الكهربائي أساسًا من مغنطيس ثابت وموصل متحرك. وتشكل خطوط القوى بين أقطـاب المغنطيس مجـالاً مغنطيـسيًا ثابتًا. وعندما يمر تيـار كهربائي خلال الموصل يصبح الموصل كهرومغنطيسيًا وينتج مجـالاً مغنطيسيًا آخر. ويقوي المجالان المغنطيسيان كل منهما الآخر ويدفعان ضد الموصل.

يعتمد تشغيل المحرك الكهربائي على ثلاثة مبادئ رئيسية:
1 ـ يولِّد التيار الكهربائي مجالاً مغنطيسيا،
2ـ يحدد اتجاه التيار في المغنطيس الكهربائي موقع الأقطاب المغنطيسية،
3ـ تتجاذب الأقطاب المغنطيسية أو تتنافر مع بعضها.
فعندما يمر تيارٌ كهربائيٌ خلال سلك يولّد مجالاً مغنطيسيًا حول السلك. وإذا تم لف السلك على هيئة ملف حول قضيب معدني، فإن المجال المغنطيسي يتعاظم حول السلك ويصبح القضيب المعدني ممغنطًا. وهذا الترتيب للقضيب وسلك الملف هو مغنطيس كهربائي بسيط، وتعمل نهايتاه كقطبين شمالي وجنوبي.
وإحدى الطرق التي توضح العلاقة بين اتجاه التيار والأقطاب المغنطيسية هي قاعدة اليد اليمنى. امسك سلكاً على هيئة ملف في يدك اليمنى، واعتبر هذا الملف مغنطيسًا كهربائيًا. لف أصابعك حوله بحيث تشير إلى اتجاه التيار، عندها يشير إصبع الإبهام إلى القطب الشمالي المغنطيسي ولا تنطبق هذه الطريقة إلا في حالة سريان التيار من الطرف الموجب إلى الطرف السالب.
والأقطاب المغنطيسية المتشابهة تتنافر كما هو الحال بالنسبة لقطبين شماليين، والأقطاب المغنطيسية المختلفة تتجاذب مع بعضها. فإذا تم تعليق قضيب مغنطيسي بين طرفي مغنطيس على هيئة حدوة حصان، فإنه سيدور حتى يصبح قطبه الشمالي في مقابل القطب الجنوبي لمغنطيس حدوة الحصان، في حين يكون القطب الجنوبي لمغنطيس القضيب في مقابل القطب الشمالي لمغنطيس حدوة الحصان.

أجزاء المحرك الكهربائي

يتكون المحرك الكهربائي أساساً من موصل كهربائي دوار، موضوع بين قطبين شمالي وجنوبي لمغنطيس ثابت. ويعرف الموصل باسم الحافظة (غلاف الأرماتور)، بينما يعرف المغنطيس الثابت باسم بِنْيَة المجال. وهناك أيضًا المبدِّل الذي يعدّ جزءاً ضرورياً في كثير من المحركات الكهربائية وخاصة محركات التيار المستمر.

بنية المجال. تولد بنية المجال مجالاً مغنطيسياً داخل المحرك، حيث يتكون المجال المغنطيسي من خطوط قوى توجد بين قطبي المغنطيس الثابت. وتتكون بنية المجال في محرك التيار المستمر البســيط من مغنطيس دائم يســـــــمى مغنطيس المجال. وفي بعض المحركات الأكبر حجماً والأكثر تعقيدا تتركب بنية المجال من أكثر من مغنطيس كهربائي تتغذى بالكهرباء عن طريق مصدر خارجي. وتسمى مثل هذه المغانط الكهربائية ملفات المجال.

الحافظة. تصبح الحافظة ـ التي عادة ما تكون أسطوانية الشكل ـ مغنطيسا كهربائيًا عندما يمر التيار من خلالها. وهي متصلة بعمود إدارة، حتى تتمكن من إدارة الحمل. وتدور الحافظة في محركات التيار المستمر البسيطة الصغيرة بين أقطاب المجال المغنطيسي حتى يصبح قطبها الشمالي مقابلاً للقطب الجنوبي للمغنطيس. ويعكس عندها اتجاه التيار لتغيِّر قطب الحافظة الشمالي ليجعله قطباً جنوبيا، فيتنافر القطبان الجنوبيان، مما يجعل الحافظة تقوم بنصف دورة. وعندما يصبح قطبا الحافظة مقابليْن للقطبين المختلفين للمجال المغنطيسي مرة أخرى يتغير اتجاه التيار مرة أخرى.
وفي كل مرة ينعكس فيها اتجاه التيار، تدور الحافظة نصف دورة. وتتوقف الحافظة عن الدوران عندما لا ينعكس اتجاه التيار. وعندما تدور الحافظة فإنها لاتقطع خطوط القوى المغنطيسية التي تولِّدها بنية المجال. وينتج قطع المجال المغنطيسي جهداً في الاتجاه المعاكس للقوة المحرِّكة. وهذا الجهد الكهربائي يسمى القوة الدافعة الكهربائية المعاكسة التي تقلِّل من سرعة دوران الحافظة، كما أنها تقلل من التيار الذي تحمله. فإذا كان المحرك يدير حملاً بسيطاً فإن الحافظة ستدور بسرعة عالية وتولِّد قوة دافعة كهربائية معاكسة أكبر. وعندما يزداد الحمل تدور الحافظة أبطأ حيث تقطع عدداً أقل من خطوط القوى المغنطيسية. وعلى ذلك، فإن المحرك الذي يحمل حملاً أكبر يعمل بكفاءة أكثر لأنه يستخدم طاقة أقل لبذل شغل.

المبدل، يستخدم المبدِّل بصفة أساسية في محركات التيار المستمر، حيث يعكس اتجاه التيار في الحافظة ويساعد على نقل التيار بين الحافظة ومصدر القدرة. ويتكون المبدل في محرك التيار المستمر من حلقة مقسمة إلى جزءين أو أكثر، ومثبتة في عمود الإدارة مقابل الحافظة. وتتصل نهايات ملفات الحافظة بالأجزاء المختلفة.
يوصل التيار الكهربائي القادم من مصدر القدرة الخارجي بالمبدل عن طريق قطعة صغيرة تسمى الفرشاة. وهناك أيضاً فرشاة أخرى موضوعة في الجانب الآخر للمبدل تعمل على حمل التيار، وإرجاعه إلى مصدر القدرة. وعندما تتصل إحدى الحلقات مع الفرشاة الأولى، تلتقط التيار الكهربائي من الفرشاة وترسله عبر الحافظة، وعندما تقع الأقطاب المغنطيسية التي تتكون على الحافظة بعد الأقطاب المتشابهة لمغنطيس المجال، تدور الحافظة نصف دورة مارة بإحدى الفجوات التي تفصل الحلقات. ثم تتصل الحلقة الثانية من المبدِّل مع الفرشاة الأولى وتصبح حاملة للتيار إلى الحافظة، وبهذا ينعكس اتجاه التيار كما ينعكس موضع الأقطاب في الحافظة. وعندما تتقابل الأقطاب المتشابهة لمغنطيس المجال والحافظة تستمر الحافظة في الدوران.
لا تحتوي معظم محركات التيار المتناوب على مبدلات، لأن التيار يعكس نفسه تلقائيا. وفي بعض محركات التيار المتناوب، يسري التيار القادم من المصدر الخارجي إلى الأجزاء المتحركة من المحرك وبالعكس، عبر مجموعة من الفرش تعمل متصلة بحلقات انزلاق بدلا من حلقات منفصلة.

أنواع المحركات الكهربائية

أجزاء محرك التيار المستمر المصدر الشائع لقدرة المحرك هو التيار المستمر من البطارية. ولأن التيار المستمر يسير في اتجاه واحد، فإن محركات التيار المستمر تعتمد على مبدلات ذات حلقات مشقوقة لتعكس اتجاه سريان التيار. ويساعد المبدل أيضًا على نقل التيار بين مصدر القدرة والحافظة.

محركات التيار المستمر. تحتاج محركات التيارالمستمر إلى مبدِّلات حتى تعكس اتجاه التيار. وهناك ثلاثة أنواع رئيسية من محركات التيار المستمر وهي: محركات توالي، وتوازي، ومُركبة. والاختلاف الرئيسي فيما بينها هو في ترتيب الدائرة بين الحافظة وبين بنية المجال.
ففي محركات التوالي، يتصل كل من الحافظة ومغنطيس المجال كهربائيا على التوالي. ويسري التيار خلال مغنطيس المجال ثم الحافظة. وعندما يسري التيار خلال البنية بهذا الترتيب يزيد قوة المغانط. وتبدأ محركات التوالي العمل سريعاً، حتى وإن كانت تعمل على حِمْل ثقيل رغم أن هذا الحمل سيقلل من سرعة المحرك.
وفي محركات التوازي، يُوصَّل كل من المغنطيس والحافظة على التوازي. ويسري جزء من التيار خلال المغنطيس بينما يسري الجزء الآخر خلال الحافظة. ويلف سلك رفيع حول مغنطيس المجال عدة مرات من أجل زيادة المغنطيسية. ويخلق إنشاء المجال المغنطيسي بهذه الطريقة مقاومة للتيار. وتعتمد قوة التيار ودرجة المغنطيسية تبعاً لذلك، على مقاومة السلك بدلا من حِمْل المحرك.
ويعمل محرك التوازي بسرعة ثابتة بغض النظر عن الحِمْل، ولكن إذا كان الحمل كبيرا جداً تحدث مشاكل للمحرك عند بدء التشغيل.
وللمحرك المُرَكَّب مجالان مغنطيسيان متصلان بالحافظة، أحدهما على التوالي والآخر على التوازي. وللمحركات المركبة مميزات كلً من محرك التوالي ومحرك التوازي، إذ يسهل بدء تشغيلها مع حمل كبير وتحافظ على سرعة ثابتة نسبياً حتى ولو زاد الحمل فجأة.

أجزاء محرك التيار المتناوب تستقبل معظم محركـات التيـار المتنـاوب القدرة من مخـارج الكهـرباء. ويعكـس التيار المتناوب اتجاه سريانه تلقائيًا. ويسمى الموصل الدوار في محرك التيار المتناوب عادة العضو الدوار. أما الجزء الساكن (الثابت) الذي يشتمل على مغنطيس المجال وملفات المجال فيشار له أحيانًا باسم العضو الساكن.

محركات التيار المتناوب. محركات التيار المتناوب سهلة الصنع، ومريحة في الاستعمال ولا تحتاج إلى مبدلات، ويعمل معظمها على مخارج التيار الموجودة في المنازل. ويسمى الجزء المتحرك في محرك التيار المتناوب بالعضو الدوار والجزء الثابت بالعضو الساكن. وتشمل معظم محركات التيار المتناوب الشائعة محركات حثية ومحركات متزامنة.
ويتكون العضو الدوار في المحرك الحثي من قلب حديدي أسطواني به فتحات في جانبه الطولي. وتثبت قضبان من النحاس في هذه الفتحات وتُربط بحلقة نحاسية سميكة في كل طرف. ولايتصل العضو الدوّار مباشرة بمصدر الكهرباء الخارجي. ويسري التيار المتناوب حول ملفات المجال في العضو الثابت ويولد مجالاً مغنطيسيا دواراً. ويولد هذا المجال تيارًا كهربائيًا في العضو الدوار مما ينتج عنه مجال مغنطيسي آخر. ويتفاعل المجال المغنطيسي الناشئ من العضو الدوار مع المجال المغنطيسي الآتي من العضو الساكن، مُسبِّبًا حركة العضو الدوار.
يولِّدُ العضو الساكن في المحرك التزامني مجالاً مغنطيسياً دواراً. ولكن العضو الدوار يستقبل التيار مباشرة من مصدر كهربائي خارجي بدلاً من اعتماده على المجال المغنطيسي الناشئ من العضو الساكن لتوليد تيار كهربائي. ويتحرك العضو الدوار بسرعة ثابتة متزامنة مع المجال الدوار للعضو الساكن. وتتناسب السرعة مع التردد الذي ينعكس به التيار المتناوب الناشئ من العضو الساكن. وحيث إن التردد ثابت دائما فإن المحركات التزامنية، مثلها مثل محركات التيار المركبة، لها سرعة ثابتة حتى في وجود حمل متغير. وتستهلك تلك المحركات أيضاً طاقة أقل، وتعتبر مثالية للساعات والتلسكوبات التي تتطلب توقيتا دقيقاً ودورانًا هادئًا.

المحركات العامة. تصنع المحركات العامة بحيث تعمل إما على التيار المستمر وإما على التيار المتناوب. ويستخدم المحرّك العام المُبدِّل ويشبه تكوينه الأساسي تصميم محرك التوالي ذي التيار المستمر. ففي حالة التيار المستمر، تعمل وكأنها محرك تيار مستمر على التوالي. وإذا استعمل التيار المتناوب تنعكس الأقطاب المغنطيسية للحافظة ولملفات المجال مع انعكاس تردد التيار. والمحركات العامة شائعة الاستعمال في الأجهزة المنزلية نظراً لمرونتها.

نبذة تاريخية

بدأ تطوير المحركات الكهربائية في بداية القرن التاسع عشر باكتشاف المغانط الكهربائية. ففي عام 1820م، اكتشف الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد أن السلك الذي يمر فيه تيار كهربائي يولد حوله مجالا مغنطيسيًا. وفي العشرينيات من القرن التاسع عشر وجد عدد آخر من العلماء طرقاً لعمل مغانط كهربائية أقوى، وجعلها عملية بشكل أفضل. ففي عام 1825م، قام كهربائي إنجليزي يدعى وليم ستيرجون بلف موصل حول قضيب حديدي لينتج مغنطيسًا كهربائيًا أقوى. وفي أواخر العشرينيات من القرن التاسع عشر، أوضح الفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري أنه يمكن ابتكار مغنطيس كهربائي أكثر قوة بلف عدة طبقات من الأسلاك المعزولة حول قطعة من الحديد.
وفي عام 1831م، قام الكيميائي الفيزيائي الإنجليزي مايكل فارادي بالعديد من التجارب التي تضمنت مغنطيسات وتيارات كهربائية. وفي إحدى التجارب، قام بتدوير قرص نحاسي بين قطبين مغنطيسيين على هيئة حدوة حصان. وعملت هذه المعدات مولدًا بسيطًا، حيث ولدت جهداً كهربائياً بين المركز وحافة القرص النحاسي. ثم عرَّض فارادي مركز القرص وحافته لجهد كهربائي بينهما عندما كان القرص في حالة السكون، فبدأ القرص في الدَّوران. وكانت هذه الآلة البسيطة أول محرك كهربائي، ولكنها لم تكن ذات قوة كافية لتقوم بعمل مفيد، وكانت غير مجدية على الإطلاق. ولكن رغم ذلك كان فارادي قد أسس بها مبدأ المحرك الكهربائي - وهو أن الحركة المستمرة يمكن إنتاجها بإمرار تيار كهربائي خلال موصل في وجود مجال مغنطيسي قوي.
وفي عام 1873م، ظهر أول محرك تيار مستمر ناجح تجاريا، حيث عرضه مهندس كهربائي بلجيكي يُدعى زينوب ثيوفيل جرام في فيينا.وقدم جرام أيضاً حافظة من شأنها تحسين كفاءة المحركات والمولدات الكهربائية البدائية.
وفي عام 1888م، اخترع مهندس صربي الأصل يدعى نيقولا تسلا محرك التيار المتناوب. وفي بداية القرن العشرين الميلادي، تم تطوير كثير من المحركات الكهربائية المتقدمة.
وفي العقد الأول من القرن العشرين، أجرى العديد من المهندسين والمخترعين تجارب مع المحركات الكهربائية الخطية. فبدلا من الدوران تنتج مثل هذه المحركات موجة كهرومغنطيسية تستطيع مباشرة تسيير عربة. وأصبح استخدام المحرك الخطي أكثر شيوعاً بفضل العمل الرائد للمهندس الكهربائي إيريك ليثويت في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين

المثقاب

المثقاب أداة تُستخدم في إحداث الثقوب، في مواد متنوعة تتراوح بين التربة اللّينة، والصخور الصلبة، والمعادن، والبلاستيك، والصبات. يُستخدم المثقاب على نطاق واسع، لإحداث الثقوب في الأخشاب أو الفلزات، بغرض إدخال المسامير اللولبية، وأدوات الربط الأخرى. ويستخدم عمال التشييد المثقاب، لإزالة الأرصفة، وحفر أساسات المباني. وتعتمد شركات الطاقة على نوع من المثقاب للتنقيب عن النفط، والغاز الطبيعي، والبحث عن عينات الصخور. ويستخدم أطباء الأسنان أيضًا مثقابًا خاصًا لإزالة تسوس الأسنان.
وبعض المثاقيب صغيرة الحجم، تُدار باليد، وتُوجد مثاقيب يدوية آلية. وهناك أيضًا مثاقيب الهواء المضغوط وتكون موضوعة على منضدة، أو مثبتة على أرضية. وبعض المثاقيب كبيرة الحجم، وهذا النوع لا بد أن يستند على سارية مثبّتة على عربة أو آلة.

استخدم الإنسان المثقاب لأول مرة منذ 4,000سنة قبل الميلاد، وكانت المثاقيب عندئذ ضعيفة التكوين حيث كانت تُصنع من الخشب، وتربط عليها زوائد حجرية مدببة. وفي حوالي عام 1495م صمم المخترع والفنان الإيطالي ليوناردو دافينشي أول مثقاب آلي. أما أول مثقاب يدوي آلي، فقد سُجلت براءة اختراعه عام 1917م. وسوف نستعرض في هذه المقالة المثاقيب التي تُستخدم في ثقب الفلزات، والخشب والصخور.

مثاقيب الفلزات.
مثقاب الفلزات آلة تدير قضيبًا رفيعًا يُسمى اللُّقَمة. واللُّقم قابلة للخلع، وذات أحجام متنوعة، لحفر الثقوب حسب الحجم المطلوب. يركب أحد طرفي اللُّقمة بالمثقاب، ويحمل الطرف الآخر حافة واحدة، أو أكثر تُستخدم للقطع وتُسمى القواطع. وعندما يدير المثقاب اللُّقمة بسرعة عالية، يُحدث القاطع الثقب المطلوب في الفلز. ويحتوي المثقب أيضًا على قنوات تُسمى الأخاديد. وأثناء دوران اللُّقمة، تُوجَّه هذه الأخاديد القشور الفلزية، الناجمة عن القطع خارج الثقب، لمنعه من الانسداد، وتعطيل عمل المثقاب. وتسمح الأخاديد كذلك للقمة، بانسياب السوائل الباردة إلى داخل الثقب لمنع التسخين الزائد للُّقمة.
ومعظم لُقَم مثاقيب الفلزات لُقَمٌ التوائية. وتشتمل اللقمة الالتوائية على قاطعين أو أكثر، وأخدودين أو أكثر من الأخاديد الحلزونية. وتُستخدم أنواع خاصة من اللُّقم تُسمى اللُّقم الجارفة في العديد من العمليات الصناعية لحفر الثقوب العميقة. واللُّقمة الجارفة عبارة عن مجراف عريض ذي قاطع واحد. ويُربط القاطع بكُلاَّبات قابضة قبل تثبيته في المثقاب.

مثاقيب الخشب.
تُستخدم فيها لُقَم التوائية، ذات أخاديد مميّزة تُسمّى اللُّقَم البارمة. هذا النوع من اللُّقم، يسهل تثبيته في مركز الثقب، لأنه يشتمل على طرف لولبي الشكل يُسمى اللولب المُغذي. وفي المثاقيب اليدوية، يُستخدم نوع خاص من اللُّقم البارمة تُسمى لُقَم جننجز تحتوي على أخدودين حلزونيين. أما المثاقيب اليدوية الآلية، فيستخدم فيها نوع من اللُّقم البارمة تُسمى اللُّقم الآلية. وهذا النوع يحتوي على أخدود حلزوني واحد.

مثاقيب الصخور.
مثاقيب آلية تعمل بنظام الطرق، أو الحرث، أو النظامين معًا. والآلة مزودة بأداة تُسمّى مفتتة الطرق أو ثقّابة الصخور، تقوم بالطرق على مواد مثل الصبات، والأسفلت بلقمة تشبه الأزميل. تُستخدم مثاقيب الصخور عادةً في تفتيت الطرق، كما تُستخدم في هدم المباني، وحفر الخنادق. وتُعرف المثاقيب التي تعمل بنظام الحرث، عوضًا عن الطرق باسم المثاقيب الدورانية.
وهذه المثاقيب مزودة بلُقَم دورانية، ذات أنواع مختلفة منها، أذيال السمك الذي يحتوي على قواطع كربونية صلبة، واللُّقم الماسية وهذه مزوّدة برؤوس ماسية مدببة لقطع الصخور الصلبة، وتُستخدم عادةً في المثاقيب اليدوية الصغيرة، المستخدمة في البحث عن عينات الصخور أو الخامات.
وهناك نوعٌ من المثاقيب الدورانية تُسمى البريمات. وهذه تحتوي على خيوط حديدية حلزونية وتُستخدم في حفر آبار النفط.

Laila204 · 2011-02-13, 08:14

شكرا جزيلا

safou sousou · 2014-02-17, 20:54

شكرااااا لكم على المساعدة مشكورييييييييييييييييييييييييييييينننننننننننننن