كيف يعمل المحرك الكهربائي

المحرّك الكهربائي

يعرف المحرّك الكهربائي بأنّه جهاز يحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية بناءً على مبادئ الكهرومغناطيسية^[١]; أي تأثّر المجالين الكهربائي والمغناطيسي ببعضهم البعض لإنتاج حركة دورانية يمكن الاستفادة منها، وللمحرّكات الكهربائية تطبيقات واسعة جداً في الحياة العملية وفي شتّى الأجهزة الكهربائية كالسيارات، وأجهزة الحاسوب، والطابعات، وغسالات الصحون، ومضخات المياه، والمراوح، وبعض أنظمة النقل وغيرها، ويتمّ تصنيف المحرّكات الكهربائية لنوعين رئيسيين اعتماداً على نوع التيّار المشغّل لها وهما محرّكات التيّار المتردد ومحرّكات التيّار المباشر.^[٢][٣]

نبذة تاريخيّة عن المحرّك الكهربائي

اكتشف العالمان جوزيف هنري ومايكل فاراداي مبدأ عمل المحرّك الكهربائيّ وبنوا نموذج أوّلي للمحرّك الكهربائيّ في عشرينيات القرن التاسع عشر، كان باستطاعة ذلك النموذج إنتاج حركة ميكانيكية اعتماداً على الكهرومغناطيسية، ورغم أنّ ذلك النموذج لم يكن ذا فعالية عالية ولم يكن بالإمكان استخدامه للقيام بأعمال ذات أهمية للبشرية، لكنّه كان بوابة لصنع أولّ محرّك كهربائيّ حقيقيّ يمكن الاستفادة منه واستخدامه في عام 1834م على يد العالم دافنبورت (بالإنجليزية: Davenport) والذي كان بإمكانه تشغيل عربة تسير في مسار دائريّ، وتوالت التحسينات والتطويرات على المحرّكات الكهربائية بأنواعها المختلفة من ثلاثينيات القرن التاسع عشر وصولاً ليومنا هذا وحققت المحرّكات الكهربائيةّ انتشاراً واسعاً ونجاحاً تجارياً في أنحاء العالم في الربع الأخير من القرن التاسع عشر.^[٤]

مبدأ عمل المحرّك الكهربائي

مبدأ عمل المحركّ الكهربائي المباشر

تقوم محرّكات الكهرباء بشكل عام بتحويل الكهرباء إلى حركة دورانية من خلال خواص ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، حيث يتمّ تشغيل محركات التيّار المباشر عن طريق توصيلها بمصدر للتيّار المباشر كالبطاريات، ويتم توصيل البطّارية من خلال أسلاك كهربائية مع ملفّ معدنيّ يمثّل الجزءّ الدواّر من المحرّك الكهربائيّ، وتتصل البطارية بالجزء الدوار عن طريق الفرش النحاسية (الفحمات) والمبادل الكهربائي، وعند توصيل الجزء الدوار بالبطارية يسري فيه التيّار مما يحوّله لمغناطيس كهربائيّ يولّد مجالاً مغناطيسياً في محيطه، ويكون الجزء الدوّار من المحرّك الكهربائيّ محاطاً بمجالٍ مغناطيسي دائم ناتج عن الجزء الثابت من المحرّك، ممّا يؤديّ لتأثر المغناطيس الكهربائيّ بالمجال المغناطيسي المحيط به بقوى التجاذب والتنافر بين الأقطاب، فبالتالي يتمّ لتوليد عزم دوران يجعل الملفّ يدور بحركة دائرية نصف دورة، ولاستمرار دوران هذا الملفّ فإنّه يستخدم المبادل الكهربائي الذي يعكس اتجاه التيّار المارّ في الملفّ الدوّار ممّا يؤدي لانعكاس أقطاب المغناطيس الكهربائيّ بعد كل نصف دورة مما يعني استمرار تأثّر المغناطيس الكهربائي بقوى التجاذب والتنافر وبالتالي استمرار دورانه.^[٥]

مبدأ عمل المحرّك الكهربائي المتردد

يتكوّن محرّك التيّار المتردد من جزئين رئيسيين وهما الجزء الدوّار والجزء الثابت، وعلى عكس مبدأ محركات التيّار المباشر فإن ّ التيّار الكهربائيّ يتغيّر اتجاهه باستمرار ويكون متّصلاً بالجزء الثابت من المحرّك، حيث يتكوّن الجزء الثابت من عدد من الحلقات الكهربائية الموصلة والتي تصبح مغناطيساً كهربائياً عند إيصالها بالتيّار الكهربائيّ المتردد، فتنتج مجالاً مغناطيسياً حولها، مما يؤدّي لتولّد تيًار كهربائيّ حثّي يمر في أطراف الملفّ المعدنيّ الذي يمثّل الجزء الدوّار والذي يدور داخل مجال الجزء الثابت، ويؤدّي هذا التيّار المستحثّ لتولد مجال مغناطيسي آخر في الملفّ ويتأثر بالمجال المغناطيسي للجزء الثابت، فينتج عزم دوران نتيجة قوى التجاذب والتنافر المتبادلة بين المجالين المغانطيسيين.^[٦][٧]

المراجع

1. ↑ Gordon R. Slemon, "Electric motor"، www.britannica.com, Retrieved 28-7-2020. Edited.
2. ↑ "Electric Motor", www.encyclopedia.com, Retrieved 28-7-2020. Edited.
3. ↑ "Electric Motor", circuitglobe.com, Retrieved 28-7-2020. Edited.
4. ↑ "The Electric Motor", edisontechcenter.org, Retrieved 4-8-2020. Edited.
5. ↑ "DC Motor", nationalmaglab.org, Retrieved 4-8-2020. Edited.
6. ↑ "Induction motors", www.explainthatstuff.com, Retrieved 4-8-2020. Edited.
7. ↑ J. Dianne Dotson (8-12-2018), "AC Motor Theory"، sciencing.com, Retrieved 4-8-2020. Edited.