التعاون
فنون
الجمال والعناية
حِرَف
الثقافة والتاريخ
ترفيه
البيئة
الطعام والمشروبات
الهندسة العكسية
العلوم
رياضة
التقنية
الأجهزة القابلة للارتداء
معمل القوس: احتراق الكربون والحفاظ على الفجوة
English
Volt

أنشأه

Volt

27. سبتمبر 2026SE
38
0
0
0
0

معمل القوس: احتراق الكربون والحفاظ على الفجوة

قضيبان من الكربون، يتلامسان ثم يُسحبان متباعدين مع مرور تيار كهربائي، فيُنتجان قوسًا من ضوء أبيض شديد السطوع. أضاءت مصابيح القوس الشوارع والمنارات والمصانع منذ سبعينيات القرن التاسع عشر، لكن القوس يحرق الكربون تدريجيًا، ويجب الحفاظ على فجوته بدقة وإلا انطفأ. أزال «الشمعة» التي ابتكرها بول جابلوشكوف عام 1876–1877 الحاجة إلى أي منظم: يقف قضيبان من الكربون جنبًا إلى جنب، يفصل بينهما شريط من مادة عازلة، ويحترقان معًا كالشمعة. استخدمت مصابيح تشارلز براش مغناطيسًا كهربائيًا متصلًا على التوالي وقابضًا لتغذية القضيب العلوي إلى الأسفل أثناء احترافه؛ وأضاف براءة اختراعه عام 1879 مجموعتين من القضبان حتى يعمل المصباح طوال الليل. يوضح هذا الدرس سبب حاجة القوس إلى مقاومة موازنة (بالاست) ومنظم، انطلاقًا من معادلة القوس لهيرثا أيرتون، ويبني حلقة التغذية الراجعة للمنظم عند 12 فولت. **لا تبنِ مصباح قوس** — فضوءه فوق البنفسجي يحرق العيون والجلد.
متوسط
حوالي ساعتان

التعليمات

1

اقرأ براءتي الاختراع

**US 190,864، 'تحسين الكربونات لمصابيح الكهرباء'، بول جابلوتشكوف، باريس، بتاريخ 15 مايو 1877.** توضع الكربونات *"عمودية ومتوازية"* على مسافة قصيرة من بعضها، ويُملأ الفراغ بينهما بمادة عازلة تحترق معها، والهدف، بحسب تعبيره، *"إلغاء أي منظم ميكانيكي"*. وفي التشغيل كانت الشموع تعمل على التيار المتردد، بحيث تحترق الكربونتان بالمعدل نفسه. **US 219,208، 'مصباح كهربائي'، تشارلز ف. براش، كليفلاند، أوهايو، بتاريخ 2 سبتمبر 1879.** مصباح *"يحتوي على مجموعتين أو أكثر من الكربونات"*، مع جهاز رفع مرتب بحيث تنفصل *"كربونات المجموعتين"* واحدة تلو الأخرى: فعندما تحترق الزوج الأول، ينتقل القوس إلى الزوج التالي، مضاعفًا عدد الساعات التي يمكن للمصباح أن يعمل فيها دون مراقبة.
2

The regulator's cycle

مساحة عمل Blockly

Loading Blockly workspace...

3

لماذا مقاومة توازن (بالاست)، ولماذا منظم؟

جارٍ تحميل دفتر Jupyter…
4

بناء المنظم — بدون القوس

يمكن بناء المنظم واختباره بأمان عند 12 فولت دون أي قوس كهربائي على الإطلاق. ثبّت ملف لولبي صغير من نوع الدفع-السحب عموديًا على قاعدة من الخشب الرقائقي، مع توجيه المكبس نحو الأسفل، وثبّت قضيب جرافيت قصير (مقطوع من كتلة جرافيت) في أسفل المكبس. أسفله، ثبّت قضيب جرافيت ثانٍ على القاعدة بحيث يلامس القضيبان بعضهما بالكاد عندما يتدلى المكبس بحرية، وهذه هي حالة المصباح ‘إيقاف’. وصّل بطارية 12 فولت ومقاومة قدرتها 10 واط وملف الملف اللولبي والقضيبين جميعًا على التوالي في SERIES. أغلق الدائرة: يمر التيار عبر القضيبين المتلامسين، فيسحب الملف اللولبي القضيب العلوي إلى الأعلى، فينفتح التلامس، ويتوقف التيار، ويهبط المكبس ويلامس القضيب مرة أخرى. تسمع طنينًا: وهذا هو تذبذب حلقة التغذية الراجعة للمنظم، دون وجود ما يثبّتها. أضف نابضًا خفيفًا أو وزنًا صغيرًا إلى المكبس، وقطرة من الزيت كمُخمِّد، فيبطؤ الطنين ويستقر، وهو الدور الذي كان يؤديه قابض براش والمخمد الهيدروليكي. أبقِ الجهد عند 12 فولت. لا تحاول توليد قوس من التيار الرئيسي أو من آلة لحام: فالضوء يحرق العينين.

المواد لهذه الخطوة:

كتلة غرافيتكتلة غرافيت1 قطعة
لوح خشب رقائقيلوح خشب رقائقي1 ورقة

الأدوات المطلوبة:

بطارية تفريغ عميق 12 فولتبطارية تفريغ عميق 12 فولت
جهاز قياس متعددجهاز قياس متعدد
نظارات أماننظارات أمان
أسلاك اختبار بمشابك تمساحيةأسلاك اختبار بمشابك تمساحية
ملف كهرومغناطيسيملف كهرومغناطيسي
Power Resistor Kit - 10W (25 pack)Power Resistor Kit - 10W (25 pack)
5

التاريخ والسياق

أوضح همفري دměرbi القوس الكربوني في أوائل القرن التاسع عشر؛ ولم يصبح عمليًا إلا مع المولد الكهربائي. أضاءت شموع جابلوشكوف شارع الأوبرا في باريس عام 1878، وأضاءت أنظمة القوس المتسلسلة لبراش شوارع المدن الأمريكية ابتداءً من عام 1879. قدّمت هيرثا أيرتون كتابها *القوس الكهربائي* (1902) المعادلة التي يستخدمها الدفتر.

المواد

2

الأدوات المطلوبة

6

CC0 ملكية عامة

هذا المخطط مُصدر بموجب CC0. يحق لك نسخه وتعديله وتوزيعه واستخدامه لأي غرض، دون طلب إذن.

ادعم الصانع بشراء منتجات عبر مخططه حيث يكسب عمولة الصانع يحددها البائعون، أو أنشئ نسخة جديدة من هذا المخطط وضمّنه كرابط في مخططك لمشاركة الإيرادات.

النقاش

(0)

تسجيل الدخول للمشاركة في النقاش

جارٍ تحميل التعليقات...