آهنربا بهخودیخود برق تولید نمیکند و صرفاً وجود یک آهنربا در کنار یک سیم، باعث ایجاد جریان الکتریکی در آن سیم نمیشود. چیزی که در اینجا اهمیت دارد، حرکت نسبی بین میدان مغناطیسی و سیم رسانا است.
اگر یک سیم را در نزدیکی یک آهنربا حرکت بدهیم، یا آهنربا را نسبت به سیم حرکت دهیم، در شرایط مناسب درون سیم یک ولتاژ الکتریکی ایجاد میشود. به این پدیده القای الکترومغناطیسی میگویند.
این پدیده یکی از مهمترین اصولی است که در ساخت ژنراتورها و بسیاری از تجهیزات الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد.
چگونه با سیم و آهنربا برق تولید کنیم؟
برای اینکه بتوانیم از این پدیده برق بیشتری تولید کنیم، معمولاً به جای یک سیم ساده، از تعداد زیادی دور سیم استفاده میکنیم و یک سیمپیچ میسازیم. سپس سیمپیچ را در نزدیکی آهنربا قرار میدهند و کاری میکنند که میدان مغناطیسی عبوری از سیمپیچ دائماً تغییر کند.
این کار میتواند به روشهای مختلفی انجام شود. مثلاً با چرخاندن یک محور، سیمپیچ درون میدان مغناطیسی میچرخد؛ یا برعکس، آهنربا میچرخد و سیمپیچ ثابت میماند.
در هر دو حالت، چیزی که اهمیت دارد تغییر میدان مغناطیسی نسبت به سیمپیچ است. در نتیجه در سیمپیچ ولتاژ ایجاد شده و اگر مدار بسته باشد، جریان الکتریکی برقرار میشود.
اگر یک دینام را باز کنید، تقریباً با همین مفهوم روبهرو میشوید. داخل دینام مجموعهای از آهنرباها، سیمپیچها و بخشهای چرخان وجود دارد که با حرکت مکانیکی، انرژی حرکتی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. در واقع برق رایگان تولید نمیشود؛ بلکه انرژی مکانیکی که برای چرخاندن دینام صرف میکنیم، به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.
تولید برق با آرمیچر و موتور معمولی
آرمیچر نیز میتواند در نقش یک ژنراتور کوچک عمل کند. اگر یک آرمیچر معمولی را با دست و با سرعت نسبتاً زیاد بچرخانید، به دلیل القای الکترومغناطیسی میتواند مقدار کمی ولتاژ در خروجی ایجاد کند.
اگر سرعت چرخش و شرایط مدار مناسب باشد، حتی میتوانید با این انرژی یک LED کوچک را روشن کنید.
البته مقدار برق تولیدشده بسیار کم است و به سرعت چرخش، طراحی آرمیچر، تعداد دور سیمپیچ، قدرت میدان مغناطیسی و مقاومت مدار بستگی دارد.
نکته مهم این است که خود آهنربا منبع بینهایت انرژی نیست. آهنربا فقط یک میدان مغناطیسی ایجاد میکند. برای اینکه بتوانیم بهطور پیوسته از القای الکترومغناطیسی برق بگیریم، باید یک حرکت یا تغییر در میدان مغناطیسی داشته باشیم و این حرکت نیاز به انرژی دارد.
راستی آزمایی ادعاهای موجود در اینترنت
به همین دلیل اگر در اینترنت کلیپی دیدید که شخصی فقط یک سیم را دور یک آهنربا میپیچد و بدون هیچ حرکت، منبع انرژی یا مدار دیگری ادعا میکند که برق قابل توجهی تولید شده، باید به آن شک کنید.
صرفاً پیچیدن سیم به دور آهنربا باعث تولید دائمی برق نمیشود. اگر آهنربا و سیمپیچ نسبت به یکدیگر ثابت باشند، بعد از برقراری شرایط اولیه، جریان القایی دائمی نخواهیم داشت.
بنابراین تفاوت بزرگی وجود دارد بین یک ژنراتور واقعی که با تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی کار میکند و کلیپهایی که وانمود میکنند میتوان با چند دور سیم و یک آهنربای معمولی، بدون مصرف هیچ انرژی، برق دائمی تولید کرد.
پس اگر یک ویدیو دیدید که در آن سیم را به آهنربا میپیچند و ناگهان یک لامپ بزرگ روشن میشود، قبل از اینکه آن را باور کنید، باید به این سؤال ساده فکر کنید: انرژی لازم برای تولید این برق دقیقاً از کجا آمده است؟
این یک قانون است که هرگز نقض نمیشود.
در علم فیزیک، انرژی از هیچ به وجود نمیآید. آهنربا میتواند در فرایند تولید برق نقش بسیار مهمی داشته باشد، اما برای تولید مداوم انرژی الکتریکی، باید انرژی دیگری، معمولاً انرژی مکانیکی، وارد سیستم شود.
منبع: ذهن آموز