ساختنِ برق با آهنربا
دیدیم که جریانِ الکتریکی آهنربا می‌سازد. حدودِ دویست سال پیش، دانشمندی انگلیسی به نامِ مایکل فارادی از خودش پرسید: آیا آهنربا هم می‌تواند جریان بسازد؟ او سال‌ها آزمایش کرد. آهنربا را کنارِ سیم‌پیچ می‌گذاشت و هیچ جریانی نمی‌دید. تا روزی که آهنربا را حرکت داد.
حرکت، جریان می‌سازد
یک سیم‌پیچ را به یک آمپرسنجِ بسیار حساس وصل کنید. در این مدار هیچ باتری‌ای نیست.
- وقتی آهنربا را تند درونِ سیم‌پیچ می‌برید، عقربه به یک سو تکان می‌خورد.
- وقتی آهنربا درونِ سیم‌پیچ ساکن می‌ماند، عقربه روی صفر می‌ماند.
- وقتی آهنربا را بیرون می‌کشید، عقربه به سوی دیگر تکان می‌خورد.
پس فقط تغییرِ میدانِ مغناطیسی درونِ سیم‌پیچ جریان می‌سازد. به این پدیده القای الکترومغناطیسی می‌گوییم. هر چه آهنربا تندتر حرکت کند، قوی‌تر باشد یا سیم‌پیچ دورهای بیشتری داشته باشد، جریانِ بیشتری ساخته می‌شود.
مولدِ برق
برای این‌که جریان پیوسته ساخته شود، باید آهنربا یا سیم‌پیچ را پیوسته حرکت داد؛ بهترین راه چرخاندن است. مولدِ برق همین است: سیم‌پیچ‌هایی که میانِ آهنرباها می‌چرخند، یا آهنربایی که درونِ سیم‌پیچ‌ها می‌چرخد. مولد درست کارِ برعکسِ موتور را می‌کند: انرژیِ جنبشی را به انرژیِ الکتریکی تبدیل می‌کند.
دینامِ کوچکِ دوچرخه که با چرخیدنِ چرخ، چراغِ دوچرخه را روشن می‌کند یک مولدِ کوچک است. در نیروگاه‌ها، مولدهای بسیار بزرگی هست که چیزی باید آن‌ها را بچرخاند:
- در نیروگاه‌های گازی و بخاری، بخارِ داغ یا گازِ سوخته پره‌های توربین را می‌چرخاند؛
- در نیروگاه‌های آبی، آبِ پشتِ سد؛
- در نیروگاه‌های بادی، باد.
پس تقریباً همه‌ی برقی که از پریزِ خانه‌ی شما می‌آید، از چرخیدنِ آهنربا و سیم‌پیچ در یک نیروگاه ساخته شده است.
در خانه امتحان کنید
اگر دوچرخه‌ای با دینام دارید، با کمکِ یک بزرگ‌تر آن را وارونه کنید و چرخ را یک بار آهسته و یک بار تند بچرخانید. نورِ چراغ چه فرقی می‌کند؟ با آن‌چه خواندید توضیح دهید.
واژه‌های این درس
- القای الکترومغناطیسی - ساخته شدنِ جریان در سیم‌پیچ با تغییرِ میدانِ مغناطیسیِ درونِ آن.
- مولدِ برق - وسیله‌ای که با چرخاندنِ آهنربا و سیم‌پیچ، انرژیِ جنبشی را به انرژیِ الکتریکی تبدیل می‌کند.
- دینام - مولدِ کوچکی که با حرکتِ چرخ کار می‌کند.
ایده‌ی اصلی
حرکتِ آهنربا در سیم‌پیچ، یا حرکتِ سیم‌پیچ در میدانِ آهنربا، جریانِ الکتریکی می‌سازد؛ این القای الکترومغناطیسی است. مولدِ برق با چرخاندنِ پیوسته‌ی آن‌ها انرژیِ جنبشی را به انرژیِ الکتریکی تبدیل می‌کند و کارِ برعکسِ موتور را انجام می‌دهد.