طريقة صنع محرك بسيط: تجربة علمية ممتعة لفهم الطاقة الحركية
جدول المحتويات
طريقة صنع محرك بسيط تُعد من التجارب العلمية الممتعة التي تساعد على فهم كيفية تحويل الطاقة إلى حركة. المحركات بأنواعها المختلفة تُستخدم في حياتنا اليومية لتشغيل السيارات، الطائرات، الأجهزة المنزلية، وحتى الألعاب الإلكترونية. ورغم أن المحركات الصناعية معقدة، إلا أنه يمكن لأي شخص بناء نموذج بسيط باستخدام أدوات منزلية لفهم المبدأ الأساسي لعمل المحرك.
نبذة تاريخية عن المحركات
تُستخدم المحركات لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر، وغالبًا ما تكون الطاقة الحركية هي الناتج النهائي. قبل الثورة الصناعية، كانت المحركات البدائية تُستخدم في المقاليع وكباش الحصار، وكانت تُعرف باسم “الجن” كرمز للقوة الخفية. ومع الثورة الصناعية، ظهر المحرك البخاري الذي أحدث نقلة نوعية في عالم الصناعة والنقل.
في القرن الثامن عشر، قام العالم الأسكتلندي جيمس واط بتطوير المحرك البخاري بين عامي 1763 و1782، مما جعله أكثر كفاءة. لاحقًا، ظهرت محركات الاحتراق الداخلي، حيث قام الفرنسي دي ريفا بتجربتها عام 1807، وتم تطويرها لاحقًا بواسطة كارنو باستخدام دورة أوتو. وفي عام 1885، أنشأ المهندس الألماني كارل بنز أول سيارة تعمل بمحرك احتراق داخلي، وسُميت “موتور فاجن”.
طريقة صنع محرك بسيط في المنزل
الأدوات المطلوبة:
- سلك نحاسي بطول 60 سم.
- قطعة خشب مربعة لتثبيت المحرك.
- مغناطيس نيوديميوم أو مغناطيس أرضي قوي.
- بطارية AA (بطارية قلم).
- دبابيس أمان (أو شكالات معدنية).
- كماشة إبرة.
- قطاعة لتعرية الأسلاك.
- شريط لاصق.
خطوات العمل:
- تحضير السلك النحاسي:
- استخدم القطاعة لقص السلك بطول 60 سم.
- أزل الغلاف البلاستيكي باستخدام سكين أو أداة تعرية الأسلاك.
- تشكيل الملف النحاسي:
- لف السلك على شكل دائرة تحتوي على حوالي 15 لفة.
- اترك 6 سم من الطرفين دون لف.
- يمكن استخدام البطارية كقالب للّف ثم إزالة السلك عنها.
- تثبيت الأطراف:
- لف كل طرف من أطراف السلك حول الدائرة ثلاث لفات لتثبيتها.
- اترك الأطراف الزائدة كما هي.
- تثبيت البطارية:
- ضع دبابيس الأمان على قطبي البطارية (الموجب والسالب) بشكل متعامد.
- ثبّت الدبابيس باستخدام الشريط اللاصق.
- إضافة المغناطيس:
- ضع المغناطيس في منتصف البطارية وثبّته جيدًا.
- تشغيل المحرك:
- ضع أطراف الملف النحاسي على رؤوس دبابيس الأمان.
- يجب أن تكون الدائرة النحاسية فوق المغناطيس مباشرة.
- ستلاحظ دوران الملف بسرعة بمجرد اكتمال الدائرة الكهربائية.
كيف يعمل هذا المحرك البسيط؟
يعتمد هذا النموذج على مبدأ المحرك الكهرومغناطيسي، حيث يتولد تيار كهربائي في السلك النحاسي عند مروره فوق المغناطيس، مما يُنتج مجالًا مغناطيسيًا يدفع الملف للدوران. هذه التجربة تُظهر كيف يمكن تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية باستخدام مكونات بسيطة.
إقرأ أيضا:كيف يمكن صنع نموذج رجل آليفوائد التجربة التعليمية
- فهم أساسيات الكهرباء والمغناطيسية.
- تعزيز التفكير العلمي والابتكار.
- تجربة ممتعة للطلاب والهواة.
- تطبيق عملي لمبدأ عمل المحركات الكهربائية.
