محاكاة محرك التيار المستمر
غيّر جهد التغذية وحمل المحرك وشاهد السرعة والعزم والتيار، وافهم دور القوة الدافعة العكسية.
ابدأ التجربة ↓ اقرأ الشرح النظري في الموسوعة
الهدف من التجربة
أن تفهم كيف تحدد القوة الدافعة العكسية تيار المحرك وسرعته، ولماذا يكون تيار البدء كبيرًا، وكيف يغيّر الحمل والتدفق السرعة.
الشرح النظري المختصر
في المحرك تتحرك لفات المنتج داخل مجال مغناطيسي فتتولد فيها قوة دافعة عكسية Ea تعاكس جهد التغذية. تشبيه: شخص يدفع عربة (الجهد) وكلما زادت سرعة العربة يقل الدفع الصافي عليها لأنها «تهرب» من يده؛ وكذلك كلما زادت السرعة زادت Ea وقل الفرق Va − Ea فيقل التيار.
عند التشغيل من السكون Ea = 0 فيكون التيار Va/Ra كبيرًا جدًا، ولذلك تُستخدم مقاومات أو دوائر بدء. يتوازن المحرك عندما يساوي عزمه الكهرومغناطيسي عزم الحمل مضافًا إليه الاحتكاك.
المعادلات المستخدمة
تعريف المتغيرات والوحدات
| الرمز | المعنى | الوحدة |
|---|---|---|
| V_a | جهد المنتج | V |
| E_a | القوة الدافعة العكسية | V |
| I_a | تيار المنتج | A |
| R = R_a + R_ext | مقاومة المنتج (0.5 Ω) + الخارجية | Ω |
| L_a | محاثة المنتج (5 mH) | H |
| K_φ | ثابت التدفق | V·s/rad |
| ω | السرعة الزاوية | rad/s |
| T , T_L | عزم المحرك وعزم الحمل | N·m |
| J , B | العطالة (0.05) والاحتكاك اللزج (0.01) | kg·m² , N·m·s |
التجربة التفاعلية
كيف أستخدم التجربة؟
- غيّر Va أو عزم الحمل وراقب انتقال السرعة والتيار على الرسوم الزمنية.
- اضغط «إعادة التشغيل من السكون» لترى قفزة تيار البدء، ثم أضف مقاومة بدء.
- قلّل Kφ لترى ارتفاع السرعة (إضعاف المجال).
لوحة التحكم
النموذج التفاعلي
النتائج المباشرة
تفسير النتائج
الافتراضات وحدود النموذج
- محرك مستقل التهيج بتدفق ثابت Kφ، وبدون تفاعل المنتج أو تشبع أو انتقال (commutation).
- المعاملات ثابتة: R_a = 0.5 Ω، L_a = 5 mH، J = 0.05 kg·m²، B = 0.01 N·m·s.
- الحل العددي بطريقة أويلر بخطوة 0.5 ms، والحمل عزم ثابت T_L.
- لا يوجد حد لتيار البدء إلا المقاومة؛ في الواقع تُستخدم بادئات وحماية. التيار المقنن المرجعي 40 A.
اختبر نفسك (5 أسئلة)
تابع التعلم
ليست مقالة داخل الموسوعة بل صفحة معمل آلات التيار المستمر على الموقع؛ لم يظهر مقال نظري مستقل عن القوة الدافعة العكسية في نتائج البحث.