بناء مولّد كهربائيّ (دينمو)

إنّنا نستخدم الكهرباء في كل مكان. في البيت، في المدرسة وفي العمل، وكذلك عندما نقضي الوقت في الخارج. هل تساءلتم مرّة كيف نحصل على الكهرباء؟ عمليًّا، باستثناء حالة الخلايا الشمسيّة، يجب استخدام المولّد الكهربائي بدون علاقة بمصدر الطاقة الأوّلي المستخدم لتوليد الكهرباء.

ماذا نرى؟

1. محرّك صغير (محرّك للعبة قديمة) موصول بمصباحين صغيرين (الاسم العلمي: صمّام ثنائيّ باعث للضوء، أو LEDبالإنجليزية، اختصارًا لـLight Emitting Diode) بواسطة دائرة كهربائية.
2. قوس بسيطة مكوّنة من عصا رفيعة ومن خيط (للصيد أو للنسيج). الخيط ملفوفٌ حول محور المحرّك، بحيث أنّه لدى إزاحة المحرّك على طول القوس، يدور محور المحرّك بسرعة كبيرة نسبيًا، ويضيء المصباح.
3. عند إزاحة المحرّك لإحدى الجهتين (أي أنّ المحرّك يدور باتجاه ما) – يضيء أحد المصباحين، في حين أنّه عند إزاحة المحرّك للجهة الأخرى (بحيث يدور بالاتجاه المعاكس) – يضيء المصباح الآخر.
4. إزاحة المحرّك لجهة ثم لأخرى بشكل متتالٍ تؤدّي إلى إضاءة المصباحين على التّوالي.

أدوات وموادّ

محرّك كهربائي (من المفضّل أن يُستخرج من جهاز قرص مضغوط – أي CD - قديم لحاسوب أو جهاز تشغيل قديم)، أسلاك كهربائية، بعض مصابيح ال - LED (من المفضّل أن تكون بألوان مختلفة)، قوس (بإمكانكم صناعتها بأنفسكم بواسطة قطعة من الخشب وخيط للصيد)، قاطعة أسلاك، زرديّتان أو كمّاشتان – الأولى عادية والثانية حادة ("ذات أنف طويل").

كيف نبني المولّد

من المحبّذ أن تتمّ عمليّة البناء بإشراف شخص بالغ.
 
استعملوا الكمّاشة الحادّة لوصل أحد مصابيح الـLEDبمواضع التلامس في المحرّك. في إمكانكم، أيضًا، استخدام سلكين كهربائيين للوصل بين المصباح ومواضح التلامس بشكل غير مباشر.
 
أبعدوا ساقي المصباح عن بعضهما البعض واعقدوا واحدة منهما حول نقطة التماس في المحرّك، ثمّ استخدموا الكمّاشة للتأكّد من إحكام العقدة.

فصل ساقي المصباح، عقد واحدة منهما حول النقطة المناسبة في المحرّك، وإحكام العقدة بواسطة الكمّاشة.



ملاحظة: إذا كانت بحوزتكم مكواة لحام، بإمكانكم لحام نقطة التماس بواسطة القليل من القصدير.
أيّ استخدام للمكواة من قبلكم يجب أن يتمّ تحت إشراف شخص بالغ فقط!
 
أعيدوا الكرة مع الساق الأخرى للمصباح ونقطة التماس الثانية في المحرّك.
 
اعقدوا الوتر أو الخيط حول محور المحرّك.


قوموا الآن باستخدام القوس لإدارة محور المحرّك بسرعة بواسطة إزاحة المحرّك على طول العصا ذهابًا وإيابًا.



لاحظوا كيف يضيء المصباح لدى إزاحة المحرّك باتجاه ما، وينطفئ لدى تحريكه في الاتجاه المضاد.
 
قوموا بوصل المصباح الثاني بطريقة مماثلة، لكن اعكسوا المصباح بحيث ترتبط كل ساق بالنقطة التي وصلتم إليها، من قبل، الساق المعاكسة للمصباح الأوّل - أي قوموا بوصل المصباح بقطبيّة معاكسة.

 

ما هي قطبيّة المصباح (polarity)، وكيف نجدها؟ بعض المكوّنات الكهربائية تتأثر بطريقة وصلها في الدوائر الكهربائية. وربّما تكون البطّارية هي المثال الأشهر لهذا، بحيث تحمل البطارية إشارة زائد (+) في جهة واحدة وعلامة ناقص (-) في الجهة الأخرى. إنّ القطبيّة تحدّد اتّجاه التيار الكهربائي من طرف الزائد، مرورًا بالدائرة الكهربائية وحتّى طرف الناقص. هذا الأمر يفسّر حقيقة وجوب إدخال البطارية للأجهزة بالطريقة الصحيحة لكي تعمل. إنّ مصباح الـLEDهو مكوّن كهربائي من نوع "صمّام ثنائي" (أو "ديود" في الإنجليزية) الذي يسمح للتيار بالمرور باتجاه واحد فقط. لهذا السبب، من المهم معرفة ما هي قطبيّة المصباح. ففي هذا النوع من المكوّنات، يدلّنا طول الساقين على القطبية: الساق القصيرة تدعى "المهبط" ("كاتوده" في الإنجليزية) والطويلة "المصعد" ("أنوده"). يجب وصل المصعد للجهة الموجبة (+) والمهبط للجهة السّالبة (-).   هل بإمكانكم تحديد قطبيّة المحرّك (أي اتجاه التيار الذي يولّده المحرّك) بواسطة فحص سيقان المصابيح؟ هل قطبيّة المحرّك ثابتة؟ ماذا يؤثر على هذه القطبية، برأيكم؟

 
استخدموا القوس مجدّدًا لجعل المحرّك يدور بسرعة ولاحظوا كيف أنّ دوران المحرّك لهذا الاتجاه أو ذاك يجعل المصابيح تضيء أو تنطفئ.
 
المزيد؟

الاستمرار بفعالية المولّد الكهربائي  - وصل المزيد من المصابيح على التوالي وعلى التوازي

العودة إلى فعاليّة الكهرباء