اگر شما هم به دنبال این هستید که با موتورهای الکتریکی یا آرمیچر آشنا شوید و با ساختار و چگونگی عملکرد موتور الکتریکی آشنا شوید، این جلسه آموزش مقدماتی الکساز مخصوص شماست.
به جلسه 1 از فصل سوم آموزش مقدماتی الکترونیک الکساز خوش آمدید. در این جلسه به موتورهای الکتریکی یا آرمیچر می‌پردازیم.
آرمیچر چیست
همه ما تجربه راندن ماشین کنترلی‌ها را داشته ایم، چه چیزی باعث حرکت آنها می‌شود؟ آرمیچر! موتور الکتریکی کوچکی که دو پایه الکتریکی دارد. چیزی که در شکل زیر مشاهده می‌کنید.
آرمیچر یا موتور الکتریکی
وقتی فرمان حرکت رو به جلو به مدار ماشین کنترلی می‌رسد، مدار، سر مثبت باتری را به پایه شماره 1 آرمیچر و سر منفی آن را به پایه شماره 2 آن وصل می‌کند و جریان الکتریکی از پایه 1 به سمت پایه 2 آرمیچر حرکت می‌کند. این موتورها با ولتاژ مستقیم باتری کار می‌کنند.
ساختار آرمیچر
ساختار آرمیچر یا موتور های الکتریکی پیچیدگی زیادی دارد، اما به طور ساده از دو بخش تشکیل شده است.
- بخش اول شامل سیم بسیار نازک ولی بسیار درازی که به دور یک میله فلزی (که به آن “شَفت” می‌گویند) پیچیده شده‌است و به مجموعه این سیم‌پیج و میله فلزی، “روتور” می‌گویند.
- بخش دوم، بدنه فلزی آرمیچر و آهنرباهایی است که به آن چسبیده شده‌اند که به آنها “استاتور” گفته می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده آرمیچر
چگونگی عملکرد آرمیچر یا موتور الکتریکی
برای فهم چگونگی عملکرد این مجموعه در کنار هم، باید به یکی از خواص آهنرباها توجه کرد. حتما می‌دانید که هر آهنربایی دو قطب S و N دارد. این قطب‌ها به هر سیمی که در نزدیکی آن‌هاست و در آن جریان الکتریکی وجود دارد، نیرویی در جهتی خاص وارد می‌کنند که از همین خاصیت برای ساخت آرمیچرها استفاده شده است.
به این مثال توجه کنید. فرض کنید در محله شما دو فروشگاه قرار دارد، فروشگاه اول که صاحب آن دوست صمیمی شماست و همواره از آن خرید می‌کنید، درحالی که او با همکلاسیتان مشکل دارد و رابطه خوبی با یکدیگر ندارد. فروشگاه دوم برعکس، همواره به شما اخم می‌کند؛ درحالی که همکلاسیتان مشتری دائم اوست و با هم دوست هستند.
شما وقتی می‌خواهید از کنار هر کدام از این دو فروشگاه عبور کنید چه رفتاری دارید؟ طبیعی است که وقتی می‌خواهید از کنار فروشگاه اول بگذرید، از پیاده‌رو همان سمت عبور می‌کنید و دستی هم برای صاحب فروشگاه تکان می‌دهید و لبخندی می‌زنید، چرا که او شما را جذب می‌کند.
برعکس، زمانی که می‌خواهید از کنار فروشنده دوم رد شوید، به آن سمت خیابان می‌روید تا با او روبرو نشوید، زیرا او شما را دفع می‌کند. درحالی که تمام این موارد برای همکلاسیتان برعکس است.
این دقیقا داستان بین جهت جریان سیم‌پیچ و قطب‌های آهنرباست؛ به طوری که قطب S با یک جهت جریان (مثلا از چپ به راست) رابطه خوبی دارد و او را جذب می‌کند، در حالی که با جهت معکوس آن (مثلا راست به چپ) رابطه بدی دارد و او را دفع می‌کند.
یعنی اگر جهت جریانی که دارد از سیم عبور می‌کند از چپ به راست است، نیرویی که به سیم وارد می‌کند به گونه‌ای است که سیم را به سمت خودش نزدیک کند و برعکس.
در مورد قطب N هم همین قضیه برقرار است ولی با سلیقه‌ای برعکس قطب S. شکل زیر را مشاهده کنید تا درک بهتری از این رفتار به دست آورید.
ورود و خروج جریان در آرمیچر
آیا آرمیچر فقط در یک جهت می‌چرخد؟ در این صورت چطور ماشین کنترلی شما هم می‌تواند به سمت جلو حرکت کند و هم به سمت عقب؟
جهت نیرویی که آهنرباها به سیم‌پیچ وارد می‌کنند وابسته به جهت جریانی است که از سیم‌پیچ در حال عبور است. آرمیچر با توجه به جهت جریان عبوری از پایه‌های آن، می‌تواند در هر دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد بچرخد.
یعنی اگر قطب مثبت باتری را به یک پایه آرمیچر و قطب منفی باتری را به پایه دیگر آن متصل کنیم و آرمیچر مثلا در جهت ساعتگرد بچرخد، با عوض کردن جهت جریان، یعنی عوض کردن جای قطب‌های مثبت و منفی باتری؛ این بار آرمیچر به صورت پادساعتگرد خواهد چرخید.
مدارهای زیر این دو حالت را اجرا می‌کنند.
یک سوال دیگر..
چرا وقتی به مدت زیادی با یک ماشین کنترلی بازی می‌کنیم، سرعت ماشین کم می‌شود؟ دلیلش این است که با مصرف جریان، باتری ضعیف می‌شود.
یعنی مثلا اگر ماشین کنترلی شما باتری شش ولتی دارد، وقتی باتری نو و جدید است و هنوز مصرف نشده است، ولتاژ آن شش و نیم ولت است و به مرور زمان هرچقدر از آن بیشتر استفاده کنید، ولتاژ آن کم و کمتر می‌شود و مثلا به پنج و نیم ولت می‌رسد.
در نتیجه‌ی این کم شدن زور و پتانسل باتری، جریان کمتری نیز از سیم‌پیچ آرمیچر عبور می‌کند. با کمتر شدن جریان عبوری از سیم‌پیچ، آهنربا نیز نیروی کمتری به آن وارد کرده و سرعت چرخش هم به همین سبب کمتر می‌شود.
پس ضعیف شدن باتری باعث می‌شود که آرمیچر با سرعت کمتری بچرخد، یعنی سرعت آرمیچر متناسب با ولتاژی است که به آن می‌دهیم. همچنین، موتورهای الکتریکی ولتاژ کاری و جریان قابل تحمل مشخصی دارند، مثلا موتورهای الکتریکی موجود در بسته‌های رباتیک الکساز، برای کار در بازه 3 تا 6 ولت طراحی و ساخته شده‌اند.
در این آموزش به مفاهیم پایه درباره موتور الکتریکی جریان مستقیم (یا همان آرمیچر) پرداختیم و یادگرفتیم که این موتورها می‌توانند در هر دوجهت ساعتگرد و پاد ساعتگرد حرکت کنند و جهت گردش آنها به جهت عبور جریان از دو پایه آنها وابسته است. همچنین، آموختیم که مقدار اختلاف ولتاژ دو پایه آرمیچر، میزان جریان عبوری از آن و در نتیجه سرعت چرخش آن را تعیین می‌کند.
تمرینات این جلسه
- چگونه می‌توان سرعت موتور الکتریکی را افزایش داد؟ توضیح دهید
- برای این که مداری بسازیم که بتواند آرمیچر را در هر دوجهت راه‌اندازی کند، به چند پوش‌باتن نیاز داریم؟ به آن فکر کنید و مدار آن را بکشید.
پاسخ های خود را در قسمت نظرات ثبت کنید تا بررسی کنیم و ببینیم که چقدر از مطلب امروز را درک کرده‌اید.
در این قسمت از آموزش، موتور الکتریکی یا آرمیچر را معرفی کرده و عملکرد آن را توضیح دادیم. سپس با استفاده از دو مدار ساده جهت چرخش آن را تغییر دادیم و فهمیدیم که جهت جریان تعیین کننده جهت چرخش این قطعه است.
در انتها نیز بیان کردیم که سرعت چرخش این نوع موتورها به اختلاف ولتاژ دو سر آنها وابسته است. تمامی این مفاهیم را می‌توانید با تهیه بسته الکترونیک الکساز به طور عملی اجرا کرده و با چندین مدار دیگر نیز آشنا شوید.
شما می‌توانید تمام آموزش‌ها را از طریق وبسایت الکساز و یا کانال یوتیوب الکساز دنبال کنید.
چطور می‌توانم آموزش الکترونیک الکساز را بصورت عملی دنبال کنم؟
ما تمامی قطعات استفاده شده در هر آموزش را به شما معرفی می‌کنیم، تا شما بتوانید قطعات مورد نیاز خود را از فروشگاه الکسازشاپ یا فروشگاه‌های قطعات الکترونیکی تهیه کنید و تمامی آموزش‌ها را به‌صورت کاملا عملی دنبال کنید.
ضمن این‌که تمامی آموزش‌ها، یک کیت آموزشی مرتبط دارند که می‌توانید با خرید کیت آموزشی مرتبط با هر سرفصل آموزشی، تمام قطعات را به‌صورت یکجا تهیه کنید. همچنین، تمامی آموزش‌های الکساز به‌صورت متنی در دفترچه‌های آموزشی و ویدیویی در پنل کاربری شما در دسترس قرار خواهند گرفت.
کیت های آموزشی مهندس الکترونیک، برای دنبال کردن این آموزش ها بصورت عملی به شما پیشنهاد می‌شود. این مجموعه آموزشی دارای دفترچه آموزشی و ویدیو آموزشی می‌باشد و بیش از 100 پروژه کاربردی با این کیت ها پیاده سازی خواهید کرد.
علاوه بر تمام مزایای ذکر شده، در صورت خرید بسته، شما پشتیبانی آموزشی دریافت می‌کنید و اگر در هر قسمت از آموزش با سوالی مواجه شدید، پشتیبانان ما در سریع‌ترین زمان ممکن با شما ارتباط برقرار کرده، و اقدام به پاسخگویی و رفع مشکلات شما می‌نمایند.
در غیر اینصورت شما می‌توانید در قسمت نظرات، سوالات خود را مطرح کنید تا مربیان الکساز، به سوالات و نظرات شما پاسخ دهند.
جمع بندی
به شما تبریک می‌گوییم! شما یک جلسه دیگر از سری آموزش الکترونیک را با موفقیت پشت سر گذاشتید. در این جلسه که جلسه اول از فصل سوم آموزش مقدماتی الکترونیک بود، با آرمیچر آشنا شدیم. در جلسه بعد، با کلید ها و استفاده از آنها در مدارات الکتریکی آشنا خواهیم شد.
تیم الکساز برای تمام قسمت‌های این آموزش‌ها مطالعه و تحقیق بسیاری انجام داده تا بتواند یک آموزش اصولی، کاربردی، جذاب و سرگرم کننده را در اختیار شما قرار دهد.
شما می‌توانید با حمایت از الکساز در شبکه‌های اجتماعی مثل یوتیوب، اینستاگرام، تلگرام، آپارات و معرفی الکساز به دوستان خود، به ما انرژی و انگیزه داده تا بتوانیم همواره آموزش‌های با کیفیت در اختیار شما قرار دهیم.
همچنین با نظرات خود در انتهای هر مطلب، انتقادات، پیشنهادات و سوالات خود را با ما مطرح کنید، و در مسیر بهبود کیفیت آموزش‌ها همراه الکساز باشید. در جلسه بعد، با ما همراه باشید تا آموزش های مقدماتی الکترونیک و مفاهیم علمی الکترونیک را ادامه دهیم.
