تعد مولدات الطاقة من الأجهزة المساعدة التي تساهم في توفير تكلفة الكهرباء وإنتاج الكهرباء باستمرار، إذ إن بعضها يستخدم مصادر طبيعية كحركة الرياح والمياه والشمس لإنتاج الكهرباء، وبعضها الآخر يعتمد على الوقود الأحفوري، ويعتمد مبدأ عملها على وجود مغناطيس متحرك داخل لفائف أسلاك موصلة أو حولها، ليتولّد التيار الكهربائي بفضل ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، التي تشير إلى أنه كلما زادت قوة المغناطيس وسرعة حركته وزادت لفائف السلك زاد التيار الكهربائي الناتج من هذه العملية، وفي هذا المقال سنعرض طرقًا لصنع مولدات كهربائية بسيطة في المنزل.
صنع مولد المثقاب الكهربائي
يمكن استخدام المثقاب الكهربائي كمحورِ لتحريك المغناطيس حول الأسلاك لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال اتباع الأمور التالية:
الأدوات
- ورق كرتون مقوّى.
- مسمار حديدي بطول 15 سم، وبرأس كبيرة.
- برغي (مسمار ملولب) بطول 8-10 سم، وبسمك يبلغ قطره 6 مم، مرفقًا بصمولته.
- سلك نحاسي مغطى بطبقة حامية رقيقة، واختيار ما يبلغ سمكه 30 من مقياس الأسلاك الإمبراطوري (SWG) أي 0.3 مم.
- مغناطيس حدوة الفرس الذي يتميز بوجود ثقب في منتصفه (Eclipse Button Magnet).
- شريط لاصق عازل.
- مثقاب كهربائي.
- مصباح كهربائي بقوة 6 فولت.
الطريقة
- صنع قرصين من الورق المقوى، ليبلغ قطر كل منهما 3 سم، وصنع ثقب في منتصفهما بمقدار 4-5 مم.
- إدخال أحد القرصين في المسمار الحديدي ليصبح ملاصقًا لرأسه.
- لف 2-3 سم من المسمار بالشريط العازل ابتداء من مكان القرص الكرتوني.
- إدخال القرص الآخر في المسمار وإيقافه عند طرف الجزء المغطى بالشريط العازل، حتى تصبح المسافة بين القرصين لا تتجاوز 3 سم.
- سحب 30 سم من السلك النحاسي وتركها حرة دون صنع لفائف بها لتكون الطرف الأول الذي سيتصل بالمصباح، ثم البدء بلف باقي السلك بين القرصين على المسمار الحديدي، وينصح بأن يصل عدد لفائفه إلى 1500 لفة للحصول على تيار بقدر مناسب، ثم ترك 30 سم أخرى في نهايته لتكون الطرف الآخر الذي سيتصل بالمصباح من الجهة الأخرى.
- لف طرفي السلك الحُرَّين بمقدارٍ من الشريط اللاصق لتسهيل التحكم بهما، وكشط سنتيمتر واحد تقريبًا من نهاية أطراف السلك النحاسي؛ لإزالة الطبقة الحامية ووصل كل طرف منها في المكان المناسب على المصباح.
- إدخال البرغي في ثقب المغناطيس وتثبيته باستخدام الصمولة، لتكون ذراعا المغناطيس ملاصقتين لرأس البرغي.
- إدخال البرغي من الطرف الآخر في رأس المثقاب الكهربائي وتثبيته.
- وضع المسمار الذي يحتوي على ملفات السلك النحاسي بين جسمين يستطيعان تثبيته بشكل متاوزٍ مع الأرضية كالكتب وما يشابهها.
- تقريب المغناطيس المُثبَّت بالمثقاب الكهربائي إلى مسمار اللفائف بأقل مسافة ممكنة دون تلامسهما، ليستطيع المغناطيس الدوران حوله لتوليد الكهرباء من خلال تشغيل المثقاب ليدور المغناطيس ويبدأ التيار بالتولد كي يشتعل المصباح بفضل التيار الكهربائي الناتج.
صنع مولد كهربائي بسيط
يمكن صنع مولد كهربائي صغير الحجم بالاعتماد على الحركة اليدوية للمغناطيس، وتتضمن هذه العملية مرحلتين؛ أولاهما صنع علبة مناسبة لوضع المغناطيس من ورق مقوى، وثانيهما مرحلة صنع المولد وتركيبه، ويمكن صنعها من خلال اتباع الأمور التالية:
صنع إطار المولد
يمكن صنع علبة لهذا المولد البسيط من خلال اتباع الخطوات التالية:
- قص قطعة من الكرتون المقوى بطول 30 سم، وبعرض 8 سم لصنع إطار للمولد الكهربائي.
- استخدام قلم لوضع علامات تساعد في طي الكرتون في المكان المناسب للحصول على صندوق، وذلك من خلال وضع علامة عند أول 8 سم، ثم عند 11.5 سم، ثم عند 19.5، وأخرها عند 22.7 سم، لتنقسم قطعة الكرتون إلى خمسة أقسام متفاوتة في عرضها.
- طي الكرتون عند كل علامة لصنع إطار مستطيل مفتوح من جهتين متقابلتين.
صنع المولد
يمكن صنع هذا المولد من خلال استخدام الإطار المصنوع في المرحلة الأولى، وذلك من خلال اتباع الخطوات التالية:
- إدخال مسمار معدني أو أي نوع من القضبان المعدنية في منتصف السطح الأكبر في الإطار الكرتوني.
- صنع لفات حول إطار الكرتون باستخدام أسلاك نحاسية مغطاة بطبقة حامية، مع الحرص على عدم ملامستها للمسمار المعدني، ويجب استخدام 61 مترًا من الأسلاك النحاسية، وترك 40 سم في بدايته دون لفها حول الإطار، وترك 40 سم في نهايته لتكوين طرفي المولد اللذين سيتصلان بالغرض الذي سيُشحن كالمصباح الكهربائي.
- تعرية طرفي الأسلاك من الطبقة الحامية باستخدام أداة حادة، وينصح بإزالة 2.5 سم منها لتستطيع إيصال الكهرباء للجسم الذي سيُشحن.
- وصل أطراف الأسلاك بمصباح بقوة 1.5 فولت أو مقياس الجهد الكهربائي لملاحظة مرور التيار عند توليده.
- إلصاق 4 مغانط مستطيلة الشكل على جانبي المسمار المعدني داخل الإطار باستخدام الغراء أو السيليكون، لتكون أبعاد كل مغناطيس منها 1×2×5 سم، مع الحرص على إلصاق مغناطيسين منها بطريقة تجعل طرفهما الجنوبي في مواجهة السلك النحاسي، وإلصاق المغناطيسين الآخرَين ليكون طرفهما الشمالي في مواجهة السلك الملفوف.
- تدوير المسمار للتأكد من سهولة حركة المغانط داخل الإطار، وينصح بتقليل المسافة بين المغانط والأسلاك بأكبر قدر ممكن لإنتاج أكبر قدر ممكن من التيار الكهربائي.
- تدوير المسمار بأكبر سرعة ممكنة للحصول على تيار كافٍ يستطيع إضاءة مصباحٍ بقوة 1.5 فولت.
