پروژه ۱ کار و فناوری ششم: آموزش گام‌به‌گام ساخت موتور الکتریکی ساده
می‌دونستی همون موتور کوچیکی که داخل جاروبرقی، ماشین اصلاح یا موخشک‌کن خونه‌تون کار می‌کنه، با یک قطعه سیم مسی، یه آهنربای کوچیک و یک باتری قلمی هم قابل ساختنه؟ در این نوشته، پروژه‌ی اول از فصل کارگاه فناوری کتاب کار و فناوری ششم دبستان یعنی «موتور الکتریکی» رو قدم‌به‌قدم و به زبان ساده توضیح می‌دیم تا هم دانش‌آموز و هم خانواده بتونن راحت اون رو در خونه یا کلاس بسازن.
در این مطلب چه می‌خوانید؟
- موتور الکتریکی چیست و چه کاری انجام می‌دهد
- وسایل و ابزار لازم برای ساخت پروژه
- ۱۰ مرحله‌ی ساخت موتور الکتریکی ساده به‌ترتیب
- اصل کار موتور و نقش آهنربا و پیچه در چرخش
- نکات ایمنی هنگام کار با موتور و ابزار برنده
- جمع‌بندی و دانلود فایل کامل این آموزش
موتور الکتریکی چیست؟
تعریف موتور الکتریکی
در بسیاری از وسایل خانگی مثل یخچال، لباس‌شویی، موخشک‌کن، جاروبرقی و برخی اسباب‌بازی‌ها، یک موتور الکتریکی کار می‌کند.
در این پروژه، یک موتور الکتریکی ساده می‌سازیم که انرژی موردنیازش را از یک باتری قلمی بزرگ ۱٫۵ ولتی تأمین می‌کند. عبور جریان از سیم‌پیچ در کنار یک آهنربای دائم، باعث چرخیدن سیم‌پیچ می‌شود.
وسایل و ابزار موردنیاز
- سیم مسی روکش‌دار (سیم لاکی) شماره ۲۸ — حدود ۱ متر
- آهنربای دائم تخت — یک عدد
- سنجاق — دو عدد
- کش لاستیکی — دو عدد
- باتری بزرگ ۱٫۵ ولتی — یک عدد
- پایه‌ی مربعی چوبی ۱۰×۱۰ سانتی‌متر
- ابزار لازم: سیم‌چین، خط‌کش و سنباده یا تیغ موکت‌بری (با احتیاط کامل)
مراحل ساخت موتور الکتریکی
پیچیدن سیم دور باتری
سیم مسی لاکی را پنج دور دور بدنه‌ی باتری بپیچانید، طوری که در هر انتها حدود ۵ سانتی‌متر سیم اضافه باقی بماند.
بیرون آوردن حلقه از باتری
باتری را به‌آرامی از داخل حلقه‌های سیم خارج کنید تا یک سیم‌پیچ مسطح (پیچه) شکل بگیرد. دو سر سیم را طوری دور سیم‌پیچ بپیچانید که حلقه‌ها کنار هم نگه داشته شوند.
جدا کردن روکش عایق سر سیم‌ها
با سنباده یا تیغ موکت‌بری، روکش لاکی را فقط در دو انتهای آزاد سیم با احتیاط کامل پاک کنید تا مس زیر آن دیده شود.
باز کردن بازوی سنجاق‌ها
هر دو سنجاق را طوری باز کنید که بازوهایشان با هم زاویه‌ی ۹۰ درجه بسازند. مراقب نوک تیز سنجاق باشید.
بستن کش دور باتری
یک کش لاستیکی را محکم دور باتری بپیچید؛ در صورت نیاز می‌توانید آن را دو بار دور باتری ببندید.
جای‌گذاری سنجاق‌ها زیر کش
سر هر سنجاق را زیر کش لاستیکی قرار دهید، طوری که روی دو پایانه‌ی باتری (مثبت و منفی) محکم بنشینند.
قرار دادن باتری روی پایه
باتری همراه با سنجاق‌ها را روی پایه‌ی چوبی قرار دهید و نوک تیز سنجاق‌ها را داخل چوب فشار دهید تا محکم بایستند. حلقه‌ی هر دو سنجاق باید هم‌ارتفاع باشند.
سوار کردن سیم‌پیچ روی سنجاق‌ها
دو سر برهنه‌شده‌ی سیم را از داخل حلقه‌ی دو سنجاق عبور دهید تا سیم‌پیچ به‌صورت معلق قرار بگیرد و بتواند آزادانه بچرخد.
چسباندن آهنربا روی باتری
آهنربا را روی بدنه‌ی باتری قرار دهید؛ چون بدنه‌ی بیشتر باتری‌ها از جنس آهن است، آهنربا خودش به آن می‌چسبد و نیازی به چسب نیست.
راه‌اندازی و تنظیم موتور
سیم‌پیچ را یک بار با دست بچرخانید؛ اگر همه چیز درست وصل شده باشد، سیم‌پیچ به چرخش ادامه می‌دهد و موتور روشن می‌شود! برای چرخش سریع‌تر، می‌توانید محل آهنربا را کمی جابه‌جا کنید.
موتور الکتریکی چگونه کار می‌کند؟
۱. عبور جریان از پیچه
وقتی جریان الکتریکی از سیم‌پیچ (پیچه) عبور می‌کند، اطراف آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و پیچه مثل یک آهنربا رفتار می‌کند.
۲. برخورد دو میدان مغناطیسی
آهنربای دائم و پیچه‌ی جریان‌دار، هرکدام یک قطب شمال و یک قطب جنوب دارند. قطب‌های هم‌نام یکدیگر را دفع و قطب‌های ناهم‌نام یکدیگر را جذب می‌کنند.
۳. ادامه‌ی چرخش
همین دفع و جذب پیاپی بین پیچه و آهنربا باعث می‌شود پیچه به چرخیدن ادامه دهد؛ این چرخش تا زمانی که جریان از پیچه عبور کند، ادامه دارد.
یک نکته‌ی جالب
سرعت چرخش پیچه به عواملی مثل شعاع سیم‌پیچ، تعداد دور سیم و مقدار جریانی که از آن عبور می‌کند بستگی دارد. موتورهایی با همین اصل کار، در ابزارهایی مثل دریل‌ها، اسباب‌بازی‌های کوچک و حتی بازوهای رباتی هم استفاده می‌شوند.
نکات ایمنی
جمع‌بندی
- موتور الکتریکی انرژی الکتریکی باتری را به انرژی جنبشی (چرخشی) تبدیل می‌کند.
- برای ساخت این موتور ساده به سیم لاکی، آهنربای تخت، دو سنجاق، کش، باتری و یک پایه‌ی چوبی نیاز داریم.
- ساخت موتور در ۱۰ مرحله‌ی ساده و پشت‌سرهم انجام می‌شود.
- اصل کار موتور بر پایه‌ی جذب و دفع میدان‌های مغناطیسی پیچه و آهنربای دائم است.
- رعایت نکات ایمنی هنگام کار با ابزار برنده و جلوگیری از داغ شدن طولانی‌مدت موتور ضروری است.
دانلود فایل کامل این آموزش
فایل PDF کامل پروژه‌ی موتور الکتریکی کتاب کار و فناوری ششم را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید.
موتور الکتریکی خودتون رو ساختید؟ تجربه‌تون از ساخت این پروژه یا سؤال‌هایی که در حین کار پیش اومده رو در بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید!