موتورِ الکتریکی
کولرِ آبی تابستان را بشمارید، پنکه، ماشینِ لباسشویی، مخلوط‌کن، جاروبرقی، سشوار، پمپِ آب، دریلِ برقی، لرزانه‌ی گوشی و چرخ‌های خودروی برقی. در خانه‌ی شما شاید بیش از بیست چیز با یک چیزِ مشترک کار کنند: موتورِ الکتریکی. موتور چطور با جریانِ برق می‌چرخد؟
سیمی که هل داده می‌شود
دیدیم که جریان در سیم میدانِ مغناطیسی می‌سازد. حالا اگر این سیم را در میدانِ یک آهنربای دیگر بگذاریم، دو میدان به هم نیرو وارد می‌کنند. سیم هل داده می‌شود و تکان می‌خورد. اگر جهتِ جریان را برعکس کنیم، سیم به سوی دیگر هل داده می‌شود.
از هل دادن تا چرخیدن
در ساده‌ترین موتور، یک سیم‌پیچِ چهارگوش که می‌تواند دورِ یک محور بچرخد، میانِ قطب‌های شمال و جنوبِ یک آهنربا قرار دارد. جریان در یک ضلعِ سیم‌پیچ به یک سو و در ضلعِ روبه‌رو به سوی دیگر می‌رود. پس آهنربا یک ضلع را بالا و ضلعِ دیگر را پایین هل می‌دهد و سیم‌پیچ می‌چرخد.
اما پس از نیم‌دور، ضلع‌ها جایشان عوض می‌شود و نیروها سیم‌پیچ را برمی‌گردانند. برای همین موتور یک جابه‌جاگر دارد: حلقه‌ای دوتکه روی محور که در هر نیم‌دور جهتِ جریان را در سیم‌پیچ برعکس می‌کند. با این کار نیروها همیشه سیم‌پیچ را در یک جهت می‌چرخانند.
موتورهای واقعی به جای یک سیم‌پیچ، چندین سیم‌پیچ با هسته‌ی آهنی دارند و گاهی به جای آهنربای دائمی، آهنربای الکتریکی. هر چه جریان بیشتر، آهنربا قوی‌تر و دورهای سیم بیشتر باشد، موتور با نیروی بیشتری می‌چرخد.
تبدیلِ انرژی
موتور انرژیِ الکتریکی را به انرژیِ جنبشی تبدیل می‌کند. بخشی از انرژی هم، به‌خاطرِ مقاومتِ سیم‌ها و اصطکاک، به گرما تبدیل می‌شود؛ برای همین موتورِ دریل یا مخلوط‌کن پس از کارِ طولانی گرم می‌شود. موتورهای خوب بیشترِ انرژیِ برق را به حرکت تبدیل می‌کنند و بازدهِ بالایی دارند.
هشدار
هرگز وسیله‌ای را که موتور دارد در حالِ کار باز نکنید و دست یا انگشت نزدیکِ پره‌ی پنکه و تیغه‌ی مخلوط‌کن نبرید. پیش از هر کاری، دوشاخه را از پریز بیرون بکشید.
در خانه امتحان کنید
یک اسباب‌بازیِ کهنه و خراب که موتورِ کوچک دارد پیدا کنید. با کمکِ یک بزرگ‌تر، موتور را بیرون بیاورید و به یک باتریِ قلمی وصل کنید. حالا جای دو سیم را روی باتری عوض کنید. جهتِ چرخش چه می‌شود؟ چرا؟
واژه‌های این درس
- موتورِ الکتریکی - وسیله‌ای که انرژیِ الکتریکی را به حرکتِ چرخشی تبدیل می‌کند.
- جابه‌جاگر - حلقه‌ای دوتکه روی محورِ موتور که در هر نیم‌دور جهتِ جریان را برعکس می‌کند.
ایده‌ی اصلی
سیمی که جریان دارد در میدانِ آهنربا هل داده می‌شود. در موتور، این نیرو سیم‌پیچی را میانِ قطب‌های آهنربا می‌چرخاند و جابه‌جاگر با برعکس کردنِ جریان در هر نیم‌دور، چرخش را ادامه می‌دهد. موتور انرژیِ الکتریکی را به انرژیِ جنبشی تبدیل می‌کند.