في حياتنا الكثير من النعم التي ال نشعر بقيمتها إال اذا فقدنها، فقد تعودنا ان نقوم بتشغيل المصابيح أو االجهزة المنزلية أو األجهزة في المكتب بمجرد الضغط على المفتاح الكهربي المجاور للجهاز، ولكن لو تخيلنا ان الكهرباء انقطعت ولمدة ايام ستجد أنك ال تستطيع القراءة في الليل كما تعودت وال تستطيع

االستماع إلى نشرات األخبار أو مشاهدة التلفاز أو حتى استخدام االنترنت أو الهاتف أو الغسالة أو الميكروويف، ولوخرجت إلى الخارج لوجدت ان محطات الوقود توقفت أو حتى شبكات القطارات

ولعلك تعطلت ولما استطعت ان تستخدم ألة سحب النقود أو ان تنجز أعمالك التي تعودت القيام بها. عزيزي القارئ تستطيع ان تذكر المزيد من هذه األمثلة.

 

 

دينامو مثبت على اطار دراجة هوائية لتزود المصباح بالتيار الكهربي

 

 

 

اساسيات هامة

قبRRل اكتشRRاف المغناطيسRRية والكهربRRاء كRRانت المولRRدات تعتمRRد على الكهربRRاء السRRاكنة مثRRل مولRRد الفانديجراف الذي استخدم فقط في االبحاث العلمية والتجارب المختبرية حيث انهRRا كRRانت تعمRRل بفRRرق

Z والطاقة الكهربية الناتجة عنها صغير. جهد كبير جدا

توصل العالم مايكل فRRارادي البريطRRاني األصRRل إلى اكتشRRاف مRRذهل وجديRRد يكمن في1832وفي عام Z على مجRRال مغناطيسRRي. كمRRا توصRRل توليد فرق جهد كهربي على طرفي موصل عندما يتحرك عموديRRا

Z من العRRالمين بعRRدة تجRRارب عالم امريكي يدعى جوزيف هRRنري إلى نفس النتRRائج ايضRRا ومن ثم قRRام كًال للتحقق من هذه الظاهرة والتي تأكدت بالفعل واطلق عليها بقانون فارادي للحث المغناطيسي.

Michael Faraday

عالم بريطاني في الفيزياء والكيمياء

1791-1867

ما اكتشفه فارادي كان محض الصدفة التامRRة حيث انRRه الحRRظ انRRه عنRRدما يقRRترب مغنRRاطيس من دائRRرة الحظ انحRراف مؤشRر األميRRتر وان هRذا مغلقة مكونة من ملف موصول بمقياس للتيار الكهربي "اميتر"

االنحراف ال بد وان يكون قRRد نتج عن مصRRدر لفRRرق الجهRRد نتج عن حركRRة المغنRRاطيس بالنسRRبة للملRRف الكهربي، حيث انه لم يكن هناك اي بطارية متصلة مع الملف، والحظ العالم فارادي ان انحRRراف مؤشRRر

من مركز الملف كما وأن الؤشر ينحرف باتجاه معاكس األميتر يزداد مع اقتراب احد قطبي المغناطيسZ عن الملف. كذلك وجد ايضRRا ان سRRرعة حركRRة المغنRRاطيس تزيRRد من في حالة سحب المغناطيس بعيدا

أما إذا توقف المغناطيس عن الحركة يعود المؤشر إلى الصفر. قودة انحراف المؤشر،

  

 

وفي تجربة أخرى قام بها فارادي تعتمد على الدائرة الكهربية الموضحة في الشكل ادناه. الحظ فارادي  أنه عند لحظة اغًالق مفتاح الدائرة الكهربية ولحظة فتح الدائرة الكهربية مرور تيار في الRRدائرة الثانويRRة، وهذا يعود إلى انه في حالة فتح الدائرة الكهربية أو اغًالقها فRRإن التيRRار يتغRRير بين القيمRRة صRRفر واقصRRى قيمة مما يؤدي إلى تغيير في المجال المغناطيسي المتولد في الملف على الجانب األيسر للدائرة وهRRذا

يؤدي إلى تيار كهربي يمر في الدائرة الثانوية.

  

يتولد تيار كهربي حثي في الملف الثانوي كلما اغلقت الدائرة الكهربية الرئيسية أو فتحت

 

  

 

توليد قوة دافعة كهربية على اساس قانون فارادي

بRRدال من تحريRRك المغنRRاطيس بالنسRRبة للملRRف سRRوف نقRRوم األن بتحريRRك الملRRف بالنسRRبة للمجRRال المغناطيسي وهذا موضح في الشكل ادناه حيث مجال مغناطيسي عمودي على مستوى الصفحة وهناك دائرة كهربية مكونة من مقاومة متصلة بسلكين موصلين مثبت عليهما قطعة من مRRادة موصRRلة فRRإذا مRRا قمنا بسحب القطعة الموصلة بسرعة معينة في اتجاه زيادة مساحة الدائرة أو تقليلهRا فRإن تيRار كهRربي يسري في الدائرة الكهربية واذا وضعنا مصباح صغير بدال من المقاومة فن المصباح سيضيء كلما سحبنا

القطعة الموصله بشرط ان تتحرك بمًالمسة السلكين بالطبع.

نتيجة لحركة القطعة المعدنية عموديا على المجال المغناطيسي يولد تيار كهربي في الدائرة.

نستنتج مما سبق ان قوة دافعة كهربية تولدت من حركة القطعة المعدنية عموديا على  المجال المغناطيسي.

ماذا يحدث لينتج تيار؟

Z Z، معاكسRRا عند اقتراب المغناطيس من الملف فإن التيار الحثي المتولRRد سRRوف يعطي مجRRاال مغناطيسRRيا للزيادة في المجال المغناطيسي ولهذا فإن التيار الحRRثي المتولRRد في الحلقRRة سRRيكون في اتجRRاه عكس عقارب الساعة ليكون اتجاه المجال المغناطيسي الناشئ عنRRه في عكس الزيRRاة في التRRدفق النRRاتج من المغناطيس الخارجي. أي ان التيار الكهRRربي الحRRثي هRRو نRRاتج عن رفض الملRRف لعبRRور خطRRوط المجRRال

المغناطيسي ومقاومة تغير الفيض المغناطيسي له.

حركة المغناطيس في اتجاه الحلقة يؤدي إلى تولد تيار كهربي حثي في الملف يكون اتجاهه بحيث ينتج عنه مجال مغناطيسي يعاكس المجال الذي احدثه

فكرة عمل المولد الكهربائي "الدينامو"

 

تركيب المولد الكهربائي "الدينامو"

يكون التيار الكهربي الناتج عن المولد الكهربي هو تيRRار مRRتردد ويتغRRير بدالRRة جيبيRRة مRRع الRRزمن كمRRا في الشكل ادناه وذلك ألن التيار الكهربي الحثي الناتج من دوران الملف يتغRRير في قيمتRRه من قيمRRة عظمىZ على مسRRتوى المجRRال المغناطيسRRي إلى قيمRRة صRRفر عنRRدما يكRRون عندما يكون مستوى الملف عموديRRا

مستوى الملف موازيا لخطوط المجال وتتكرر هذه الحلة بدوران الملف.

شكل اليتار الكهربي الناتج عن المولد الكهربي وهو ما يسمى بالتيار المتردد