نسخة الفيديو النصية
ما نوع التيار الذي ينتجه مولد يحتوي على حلقتي انزلاق؟
قبل الإجابة عن هذا السؤال، دعونا نذكر أنفسنا بالمولدات التي تحتوي على حلقتي انزلاق، وكيفية عملها. فور معرفتنا ذلك، نكون قادرين على إيجاد كل ما نحتاج إلى معرفته عن التيار للإجابة عن هذا السؤال. تذكر أن المولد يستخدم الحث الكهرومغناطيسي لتوليد الكهرباء. في المولد، يوضع ملف سلك بين قطب مغناطيسي شمالي وآخر جنوبي. لتوليد تيار، تؤثر قوى ميكانيكية على ملف السلك لجعله يدور. عندما يدور الملف، يتولد فيه تيار.
نستخدم المولدات عادة لتوليد تيار في دائرة كهربية خارجية وليس فقط في الملف. للقيام بذلك، نحتاج إلى توصيل الملف بالدائرة الكهربية الخارجية؛ حتى يمر التيار الناتج أيضًا عبر الدائرة التي نريد إمدادها بالطاقة. لكن نظرًا لأن الملف يدور، لا يمكننا استخدام الأسلاك فقط لتوصيل الدائرة. ستتشابك الأسلاك وتلتف أثناء دوران الملف. بدلًا من ذلك، تستخدم طرق مختلفة لتوصيل الملف بالدائرة الخارجية. إحدى هذه الطرق هي استخدام حلقتي الانزلاق.
حلقتا الانزلاق حلقتان مصنوعتان من مادة موصلة للكهرباء. يستخدم المولد حلقتي انزلاق. تتصل كل حلقة من الحلقتين بأحد طرفي الملف. عندما يدور ملف السلك، تدور حلقتا الانزلاق أيضًا. توصل حلقتا الانزلاق بعد ذلك بالدائرة الكهربية الخارجية باستخدام فرشتين. تصنع الفرشتان أيضًا من مادة موصلة للكهرباء، وتوضعان بحيث تلامسان حلقتي الانزلاق. عندما تدور حلقتا الانزلاق، تحتكان بالفرشتين، ويسمح ذلك للتيار الناتج في الملف بالوصول إلى الدائرة الكهربية الخارجية. لاحظ أن حلقتي الانزلاق لا تغيران التيار بأي شكل من الأشكال. التيار الذي يصل إلى الدائرة الكهربية الخارجية يماثل التيار الناتج في الملف.
والآن، بعد أن عرفنا كيف يعمل المولد الذي يحتوي على حلقتي انزلاق، يمكننا معرفة نوع التيار الذي ينتجه. دعونا نبدأ بتذكر بعض المعلومات عن الحث الكهرومغناطيسي. يحدث الحث الكهرومغناطيسي عندما يتغير المجال المغناطيسي المار عبر ملف من السلك. يؤدي ذلك إلى توليد فرق جهد مستحث عبر الملف، وينتج عن ذلك تيار. إذن، كيف تحدث هذه العملية في المولدات؟ ليسهل علينا التفكير في ذلك، دعونا ننظر إلى المولد من زاوية مختلفة قليلًا.
ننظر هنا على طول محور دوران الملف. على الرغم من أن الملف لا يزال على شكل حلقة مستطيلة، فإنه يبدو خطًّا مستقيمًا من هذا المنظور. يدور الملف في هذا الاتجاه. يمكننا أيضًا إضافة خطوط المجال المغناطيسي إلى الشكل هكذا. في البداية، يوضع الملف موازيًا للمجال المغناطيسي. يمكننا ملاحظة أنه لا توجد خطوط مجال مغناطيسي تمر عبر الملف.
والآن، تخيل الملف بعد مرور فترة، عندما يكون عموديًّا على المجال المغناطيسي. يمكننا أن نرى الآن أن العديد من خطوط المجال المغناطيسي يمر عبر الملف. إذن، عندما يدور الملف، يتغير المجال المغناطيسي الذي يمر عبره. يؤدي ذلك إلى توليد فرق جهد مستحث عبر الملف، وينتج عن ذلك تيار في الملف. يتغير اتجاه هذا التيار كل نصف لفة للملف. إذا رسمنا تمثيلًا بيانيًّا يوضح كيف يتغير التيار الناتج في الملف مع الزمن، فسنجد أنه يبدو بهذا الشكل. يوضح هذا التمثيل البياني التغير في التيار خلال دورة كاملة واحدة للملف.
من المهم ملاحظة أنه في هذه المنطقة، يكون للتيار المار في الملف قيمة موجبة، بينما في هذه المنطقة، يكون للتيار المار في الملف قيمة سالبة. هذا يعني أن التيار في الملف يغير اتجاهه مع دوران الملف. يسمى التيار الذي يغير اتجاهه بهذه الطريقة التيار المتردد.
وعليه، نكون قد توصلنا إلى أن التيار المار في الملف تيار متردد. لكن هذا ليس المطلوب منا في السؤال. نحتاج في الواقع إلى إيجاد نوع التيار الذي ينتجه المولد الذي يحتوي على حلقتي انزلاق في الدائرة الكهربية الخارجية. لحسن الحظ، هذا الجزء بسيط للغاية. تنقل حلقتا الانزلاق التيار من الملف إلى الدائرة الكهربية الخارجية، دون تغيير التيار بأي شكل من الأشكال. ومن ثم، فإن التيار الناتج عن المولد يماثل التيار المار في الملف، وهو تيار متردد. إذن، هذه هي إجابتنا النهائية عن هذا السؤال: ينتج المولد الذي يحتوي على حلقتي انزلاق تيارًا مترددًا.
