اتصال کوتاه

.

.

.

چند هفته ی پیش تصمیم گرفتم آهنرباهایم را که به "قتل رسانده بودم"، دوباره زنده کنم! حقیقت این است که برای پروژه ای می بایست چند آهنربا را خیلی سفت و محکم در شابلونی جا بدهم. چون جا کم بود، با مشعل به جان آن جایگاه تنگ افتادم و همراه آن آهنرباهایم را نیز داغ کردم. دمای زیاد شعله ی مشعل خاصیت مغناتیسی آهنرباها را از بین برد... آهنرباهایم کُشته شدند!

این طرف و آن طرف را برای پیدا کردن ایده ای، دستگاهی یا مداری جستجو کردم و در آخر به یاد درس فیزیک دبیرستان و آموزگار نازنین این درس افتادم. با کمک و همکاری او توانستم خودم این چالش را با پیروزی به پایان بَرَم.

.

.

اما شما دوست خواننده! توجه داشته باشید که دستگاهی که در اینجا معرفی می شود یک «نمونه ی کوچک» از یک دستگاه آهنرباساز یا به انگلیسی «مگنتایزر» Magnetizer است و با آن نمی توان چیزی مانند سر چکش را آهنربا کرد! البته دوستان باذوق می توانند این نمونه را به عنوان تخته ی پرش برای طراحی و ساخت دستگاه های آهنرباساز بزرگ تر و نیرومندتر مورد استفاده قرار دهند که البته من آن را به مبتدی ها و کسانی که از خطرات میدان های شدید مغناتیسی و اصول ایمنی کارکردن با برق بی اطلاع هستند، به هیچ وجه توصیه نمی کنم.

با این دستگاه می توان چیزهایی مانند میخ، سوزن، گیره ی کاغذ، پیچ و مهره و هر چیز دیگری را، که از فلزات آهنی ساخته شده باشد، آهنربا کرد.

.

مــواد لازم!

مواد و افزاره هایی را که برای ساخت این دستگاه مورد نیاز هستند در جدول زیر می بینید:

.

.

مـدار دستگاه

همان طور که در زیر می بینید، مدار دستگاه آهنرباساز ما بسیار ساده است. برق 220 ولت پس از عبور از کلید روشن-خاموش که برای ایمنی بیشتر، هم فاز و هم نول را قطع و وصل می کند، به صورت نیم موج توسط دیود 4007 یکسو می شود. این ولتاژ پس از عبور از یک لامپ رشته ای، یک خازن الکترولیت را شارژ می کند.

.

.

علت به کارگیری این چراغ در مدار، خاصیت ویژه ی فیلامان لامپ های رشته ای است که در حالت سرد (چراغ خاموش) مقاومت بسیار کم، و لحظاتی پس از اتصال برق مقاومت بسیار زیادی پیدا می کنند. بنابراین لامپ برق یک «مقاومت وابسته به حرارت، از نوع مثبت» است. یعنی هر چه حرارت بالا رود، مقاومت آن هم بالا خواهد رفت. نمونه ی نیمه هادی چنین مقاومتی PTC نام دارد که کوتاه شده ی عبارت Positive Temperature Coefficience است. در مدار ما، وظیفه ی این چراغ محدودکردن جریان شارژ خازن است. در طول زمان شارژ شدن خازن، لامپ روشن می شود و پس از پر شدن خازن، لامپ خاموش می شود. این زمان بیش از چند ثانیه نیست.

با هر بار فشار دادن کلید شستی، شارژ ذخیره شده در خازن، به صورت لحظه ای و به شکل یک «ضربه» یا «پالس الکتریکی» با جریانی در حدود 50 آمپر (بله، 50 آمــــپــــر!) در سیم پیچ تخلیه می شود و میدان مغناتیسی شدیدی در داخل لوله ی سیم پیچ ایجاد می کند که می تواند ساختار اتمی آهنی را که در آن قرار داشته باشد، منظم کند و به آن خاصیت آهنربایی ببخشد.

.

ساختن دستگاه

پیش از هر چیز توجه داشته باشید که در همه جای مدار برق 220 ولت جریان دارد.

همچنین فراموش نکنید که اگر خازن شارژ داشته باشد، دست زدن به آن می تواند شوک الکتریکی شدید و حتی کُشنده ای به بدن فرد وارد کند.

به این علت، من به شما توصیه می کنم این دستگاه را نسازید! اما اگر آن را به مسوولیت خود ساختید، همه ی موازین ایمنی و حفاظتی در ارتباط با کار با برق شبکه را به دقت و تمام و کمال به کار ببندید تا به خود، دیگران و اشیا و اثاثه آسیبی وارد نکنید.

مونتاژ مدار بدون استفاده از فیبر مدار چاپی و با ارتباط و لحیم کاری مستقیم اجزا و افزاره ها به یکدیگر صورت می گیرد. سعی کنید سیم های ارتباطی خازن، سیم پیچ و کلید فشاری تا حد ممکن کوتاه باشند.

جعبه ی دستگاه: توصیه می کنم از جعبه ی پلاستیکی برای ساختن این دستگاه استفاده کنید. نمونه های بسیار خوبی از چنین جعبه هایی را می توانید با قیمتی مناسب از فروشگاه «نوین کیت» (نیو کیت) در خیابان جمهوری-کوچه آلیک تهیه کنید:

.

.

روی قسمت بالای جعبه سوراخی برای نصب کلید شستی ایجاد می کنیم. سوراخ مناسبی هم در پشت جعبه برای نصب پریز برق ورودی دستگاه تعبیه می شود. کلید روشن/خاموش روی پانل جلویی جعبه نصب می شود. در وسط پانل جلویی یک سوراخ به قطر 20 میلی متر ایجاد می کنیم. در گام بعدی سیم پیچ آهنرباکننده پشت این سوراخ نصب خواهد شد.

ارتباط های سیمی بین خازن و سیم پیچ و کلید شستی را با سیم های ضخیم انجام می دهیم.

ساختن سیم پیچ: طول لوله ی قرقره ی سیم پیچ من تقریباً 35 میلی متر است. 800 دور سیم لاکی 0/6 میلی متری را روی آن به طور مرتب کنار هم در چند لایه (در قرقره ی من 15 لایه شد) می پیچیم. پس از پایان کار سیم پیچی، با پیچیدن نوار چسب بافت دار (مثلاً نوار چسب زخم بندی) سیم پیچ را در جای خود ثابت می کنیم. لاک روی نوک دو انتهای سیم پیچ را به طول 5 میلی متر با احتیاط به کمک یک «اسکالپل» یا «تیغ موکت بُری» خوب لخت می کنیم و این نقاط را با هویه قلع اندود می کنیم.

.

.

من سیم پیچ را با چسب داغ روی دیواره ی داخلی پانل جلویی جعبه، درست هم مرکز با سوراخ 20 میلی متری روی این پانل، در جای خود محکم چسباندم. سپس با چسب داغ قطعه ای پلاستیک را در انتهای سمت داخلیِ دهانه ی لوله ی سیم پیچ چسباندم و در حقیقت روی آن را پوشاندم تا هنگام کار با دستگاه، چیزی که برای آهنربا شدن داخل لوله ی سیم پیچ قرار داده می شود، به داخل دستگاه نیفتد!

لامپ و سرپیچ را با فاصله ی مناسب از جعبه در داخل آن نصب می کنیم. خود سیم های ارتباطی آن می توانند آن را در جای خود ثابت نگه دارند. من در بالای جعبه، درست مقابل جایی که لامپ قرار داشت، سوراخی ایجاد کردم و یک قطعه پلکسی گلاس را با چسب داغ روی این سوراخ چسباندم تا هنگام کار دستگاه بتوانم روشن شدن لامپ (شارژشدن خازن) را ببینم.

.

راه اندازی و به کارگیری دستگاه

با روشن کردن دستگاه، لامپ به مدت چند لحظه روشن و سپس خاموش می شود. این به معنی پر شدن خازن با بار الکتریکی است. با قرار دادن یک جسم آهنی، مثلاً یک میخ، در سوراخ روی پانلِ جلوی دستگاه و فشردن کلید شستی، میخ در جای خود پرش کوتاهی می کند که نشان دهنده ی وارد شدن ضربه ی الکترومغناتیسی به آن است. اگر هنگام فشار دادن شستی نوک میخ را در میان انگشتان بگیریم، این ضربه را روی آن را حس خواهیم کرد.

فیلم زیر کارکرد مدار را نشان می دهد:

.

.

همین جا، در پایان این مقاله، از آموزگار فیزیک مهربانم سپاس گزاری می کنم.

.

.

.

مطالب مرتبط:

چگونه نیروی یک الکترومگنت را حساب کنیم؟

تجربه ی ساخت یک آهنربای برقی قوی و ساده

ایمنی در میدان های مغناطیسی - بخش1

ایمنی در میدان های مغناطیسی - بخش 2

ساخت یک مدار تخلیه ی فرکانس رادیویی پرتوان

ساختن آهنربا به صورت صنعتی (ویدیو)

مغناطیس چیست؟ (درسنامه ویدیویی)

میدان مغناطیسی ناشی از پیچه ی حامل جریان (درسنامه ویدیویی)

چگونه سیم پیچ های چند لایه را محاسبه کنیم؟

.

.

.