تويت
المحركات ( الموتورات ) - ٢ - الآلات التي نستخدمها كل يوم وكيف تؤدي عملها
لماذا لا تشاهد هذا النوع من المفاتيح في منزلك ؟
هناك سببان . أولهما : أنك إذا لمست سلاح هذا المفتاح ، أصابتك صدمة شديدة . وثانيهما : إنك إذا رفعت مقبض هذا المفتاح ببطء شديد استمر سريان تيار الكهربا لحظات ، فى شكل شرارات كهربية يحتمل أن تشعل النار فما يجاورها من أشياء . ولذا يراعى هذان العاملان عند . تركيب المفاتيح الكهربية في منزلك فتغطى أسلحة المفاتيح حتى لا يستطيع أحد أن يلمسها ، كما تزود بزنبركات تسهل حركة فتح هذه الأساحة بسرعة بحيث يتوقف التيار على الفور دون أن يحدث شرارات .
وتسمى المفاتيح التي ترى صورها إلى يسار هذا الكلام ، مفتاح سلسلة الجذب والمفتاح المتحرك ، ومفتاح الضغط . وسلاح كل مفتاح منها مغطى ( غير مكشوف ) ، ولكل منها زنبرك وظيفته فتح هذا السلاح بسرعة . ويصعب على أى حال أن تفهم عمل المفتاح من مجرد نظرة إلى الصور . ولذا يحسن أن تفتح الغطاء المعدنى ، أو رأس مفتاح حقيقى ، ومن ثم تشاهد الأجزاء وهى تؤدي عملها . وستقوم بطبيعة الحال بعملية الكشف هذه في مفتاح معزول ، أي مفتاح غير متصل بتیار کھربي .
وتحتوى مكواة الكهربا الأوتوماتيكية على مفاتيح صغيرة ، صممت تصميماً متقناً بحيث تتوقف عن العمل إذا سخنت المكواة إلى درجة كافية ، ثم تعمل ثانياً إذا بردت المكواة قليلا . وتسمى هذه المفاتيح « ترموستات »
( وكلمة ترموستات معناها منظم درجة الحرارة ) . وهذه هي الطريقة التي يعمل بها .
إن أهم أجزاء مفتاح الترموستات ، قضيب مصنوع من شريطين من معدنين مختلفين مثبتين جنبا إلى جنب ، أحدهما من النحاس غالباً والآخر من الصلب . وعندما يسخن النحاس ولكن يزيد طوله قليلا ، كما يزيد طول الصلب ، بدرجة أقل من زيادة طول النحاس . وتكون النتيجة حينئذ ، أن يصبح النحاس أطول من الصلب عندما يسخنان معاً . ولكننا لا حظنا أن الجزأين مثبتان بعضهما ببعض ، ومن ثم لا يستطيع النحاس أن يتمدد بمفرده ، أو يعوقه الصلب عن ذلك .
ولهذا السبب يتقوس النحاس . فإذا تمدد ، ضغط على مفتاح صغير هو الذي يوقف تيار الكهربا .
ويسبب توقف التيار برودة المكواة قليلا ، وبالتالي تبرد القطعة المعدنية المزدوجة ، وتبدأ فى الانكماش والاستقامة من جديد . فإذا استقامت حركت المفتاح سرى تيار الكهربا . وهنا تسخن المكواة مرة ثانية . وهذه العملية المستمرة ( أى فتح التيار وإقفاله ) هي التي تحفظ حرارة المكواة عند درجة ملائمة ، لا هی ساخنة جدا ولا هي باردة جدا .
ومع ذلك . فهناك درجات حرارة كثيرة ملائمة - لا درجة واحدة . فعند ما تسخن المكواة بدرجة تناسب كى قميص من القطن مثلا ، فإنها تكون ساخنة جداً بالنسبة لبلوزة من الحرير الصناعي . ولهذا السبب تزود المكواة الكهربية الأوتوماتيكية بقرص خاص بدرجات الحرارة ، مهمته اختيار درجة الحرارة التي تناسب كل نسيج . وتختلف الطريقة التي تصمم بها المصانع هذا الجهاز بحسب نوع المكواة والمصنع الذي ينتجه ومع ذلك فإن الفكرة الأساسية التي تشترك فيها جميعاً هي ما يلى : إنك إذا أدرت القرص أمام درجة حرارة منخفضة فإنك تحرك المفتاح نحو الشريط المزدوج . وعند ما تسخن المكواة فإن الشريط المزدوج يتقوس ، وكان عليه أن يتحرك مسافة قصيرة فقط قبل أن يلمس المفتاح ويقفل التيار . وبهذه الطريقة تسخن المكواة فقط .
أما إذا أدرت القرص إلى درجة حرارة عالية ، نتج عن ذلك تحرك المفتاح بعيداً عن الشريط المزدوج ، ومن ثم وجب أن يتقوس الشريط المزدوج مسافة كبيرة قبل أن يلمس المفتاح ليقفل التيار . وهذا يسمح للمكواة أن تسخن بدرجة كبيرة .
وتستخدم مفاتيح الترموستات في أجهزة أخرى كثيرة . فهي تنظم الحرارة في محمصة الخبز ، وفى الشوايات وفى الأجهزة التي تسخن أحواض تربية الأسماك . فهي تدير مواقد الزيت التي تدفئ المبانى ، ثم تطفئها عندما تصل الحرارة إلى الدرجة المطلوبة . وتدير مفاتيح الترموستات أجهزة الإنذار بالحريق في بعض المبانى إذا ارتفعت الحرارة في هذه المباني إلى درجة عالية .
ومفتاح الترموستات الذي نجده في مقددة الخبز له أهمية خاصة . إنه لا يوقف التيار بل ينظم سرعة ساعة متصلة بها ، ولكن دعنا نعرف أولا لماذا يحتاج هذا الجهاز ( مقددة الخبز ) إلى هذه الساعة .
لقد كان أول جهاز كهربى اخترع لتقديد الخبز مجرد مسخن کهربى صغير وظيفته تسخين قطع الخبز . وكان عليك أن تلاحظه دائماً ، وأن ترفع عنه قطع الخبز إذا سخنت بدرجة يحمر فيها لون هذا الخبز . فإذا أهملت ملاحظتها ، حصلت على قطع ظريفة من فحم الكوك مكانها سلة المهملات !
ومن ثم فكر البعض فى وضع ساعة دقاقة تبين عدد الدقات اللازمة لهذه العملية ، ثم أضافوا مفتاحاً مهمته إقفال التيار . وقد نجح هذا الجهاز .
غير أن قطعة الخبز الأولى لم تقدد تماماً لأن أسلاك جهاز التقديد تستغرق وقتاً حتى تسخن . ولكى يصحح عمل الجهاز فيتلافى هذا العيب ، كان من الضروري التفكير فى نظام يكفل إمداد أول قطعة من قطع الخبز بمقدار كاف من الحرارة يزيد على المقدار الذي تحصل عليه قطع الخبز الأخرى ، وهنا يأتى دور قطعة المعدن المزدوجة وهى المصنوعة من النحاس والصلب ومرة ثانية .
وتدخل هذه القطعة المعدنية المزدوجة فى تركيب ساعة مقددة الخبز بطريقة تسمح لها بتنظيم سرعة هذه الساعة .
فعندها يكون الجهاز بارداً ، تسبب هذه القطعة المعدنية ( تكتكة ) الساعة فى بطء ، وبذلك يسخن الخبز زمناً أطول قبل أن يقفل التيار وعندها يسخن الجهاز يتقوس القضيب المزدوج ، ومن ثم يحرك ذراعاً ، رافعة مهمتها زيادة سرعة الساعة ، وبذلك يقفل التيار فى وقت أقصر من الوقت الذي استغرقته قطعة الخبز الأولى .
وتنظم حركة هذه الذراع الرافعة ( أكرة ) مركبة في خارج جهاز التقديد . وعلى هذه ( الأكرة ) علامتان ( فاتح ) و ( غامق ) . فعندما تريد خبزاً مقدداً فاتح اللون ، فإنك تحرك هذا الرافع إلى مكان تصبح فيه حركة تكتكة الساعة حركة سريعة . أما إذا حركته إلى علامة غامق ، كان معنى ذلك بطء حركة الساعة ، وبذلك تسمح للتيار بأن يبقى زمناً أطول . وهذا يوضح لك أن جهاز تقديد الخبز الأوتوماتيكي يشتمل على أجهزة دقيقة الصنع .
لماذا لا تشاهد هذا النوع من المفاتيح في منزلك ؟
هناك سببان . أولهما : أنك إذا لمست سلاح هذا المفتاح ، أصابتك صدمة شديدة . وثانيهما : إنك إذا رفعت مقبض هذا المفتاح ببطء شديد استمر سريان تيار الكهربا لحظات ، فى شكل شرارات كهربية يحتمل أن تشعل النار فما يجاورها من أشياء . ولذا يراعى هذان العاملان عند . تركيب المفاتيح الكهربية في منزلك فتغطى أسلحة المفاتيح حتى لا يستطيع أحد أن يلمسها ، كما تزود بزنبركات تسهل حركة فتح هذه الأساحة بسرعة بحيث يتوقف التيار على الفور دون أن يحدث شرارات .
وتسمى المفاتيح التي ترى صورها إلى يسار هذا الكلام ، مفتاح سلسلة الجذب والمفتاح المتحرك ، ومفتاح الضغط . وسلاح كل مفتاح منها مغطى ( غير مكشوف ) ، ولكل منها زنبرك وظيفته فتح هذا السلاح بسرعة . ويصعب على أى حال أن تفهم عمل المفتاح من مجرد نظرة إلى الصور . ولذا يحسن أن تفتح الغطاء المعدنى ، أو رأس مفتاح حقيقى ، ومن ثم تشاهد الأجزاء وهى تؤدي عملها . وستقوم بطبيعة الحال بعملية الكشف هذه في مفتاح معزول ، أي مفتاح غير متصل بتیار کھربي .
وتحتوى مكواة الكهربا الأوتوماتيكية على مفاتيح صغيرة ، صممت تصميماً متقناً بحيث تتوقف عن العمل إذا سخنت المكواة إلى درجة كافية ، ثم تعمل ثانياً إذا بردت المكواة قليلا . وتسمى هذه المفاتيح « ترموستات »
( وكلمة ترموستات معناها منظم درجة الحرارة ) . وهذه هي الطريقة التي يعمل بها .
إن أهم أجزاء مفتاح الترموستات ، قضيب مصنوع من شريطين من معدنين مختلفين مثبتين جنبا إلى جنب ، أحدهما من النحاس غالباً والآخر من الصلب . وعندما يسخن النحاس ولكن يزيد طوله قليلا ، كما يزيد طول الصلب ، بدرجة أقل من زيادة طول النحاس . وتكون النتيجة حينئذ ، أن يصبح النحاس أطول من الصلب عندما يسخنان معاً . ولكننا لا حظنا أن الجزأين مثبتان بعضهما ببعض ، ومن ثم لا يستطيع النحاس أن يتمدد بمفرده ، أو يعوقه الصلب عن ذلك .
ولهذا السبب يتقوس النحاس . فإذا تمدد ، ضغط على مفتاح صغير هو الذي يوقف تيار الكهربا .
ويسبب توقف التيار برودة المكواة قليلا ، وبالتالي تبرد القطعة المعدنية المزدوجة ، وتبدأ فى الانكماش والاستقامة من جديد . فإذا استقامت حركت المفتاح سرى تيار الكهربا . وهنا تسخن المكواة مرة ثانية . وهذه العملية المستمرة ( أى فتح التيار وإقفاله ) هي التي تحفظ حرارة المكواة عند درجة ملائمة ، لا هی ساخنة جدا ولا هي باردة جدا .
ومع ذلك . فهناك درجات حرارة كثيرة ملائمة - لا درجة واحدة . فعند ما تسخن المكواة بدرجة تناسب كى قميص من القطن مثلا ، فإنها تكون ساخنة جداً بالنسبة لبلوزة من الحرير الصناعي . ولهذا السبب تزود المكواة الكهربية الأوتوماتيكية بقرص خاص بدرجات الحرارة ، مهمته اختيار درجة الحرارة التي تناسب كل نسيج . وتختلف الطريقة التي تصمم بها المصانع هذا الجهاز بحسب نوع المكواة والمصنع الذي ينتجه ومع ذلك فإن الفكرة الأساسية التي تشترك فيها جميعاً هي ما يلى : إنك إذا أدرت القرص أمام درجة حرارة منخفضة فإنك تحرك المفتاح نحو الشريط المزدوج . وعند ما تسخن المكواة فإن الشريط المزدوج يتقوس ، وكان عليه أن يتحرك مسافة قصيرة فقط قبل أن يلمس المفتاح ويقفل التيار . وبهذه الطريقة تسخن المكواة فقط .
أما إذا أدرت القرص إلى درجة حرارة عالية ، نتج عن ذلك تحرك المفتاح بعيداً عن الشريط المزدوج ، ومن ثم وجب أن يتقوس الشريط المزدوج مسافة كبيرة قبل أن يلمس المفتاح ليقفل التيار . وهذا يسمح للمكواة أن تسخن بدرجة كبيرة .
وتستخدم مفاتيح الترموستات في أجهزة أخرى كثيرة . فهي تنظم الحرارة في محمصة الخبز ، وفى الشوايات وفى الأجهزة التي تسخن أحواض تربية الأسماك . فهي تدير مواقد الزيت التي تدفئ المبانى ، ثم تطفئها عندما تصل الحرارة إلى الدرجة المطلوبة . وتدير مفاتيح الترموستات أجهزة الإنذار بالحريق في بعض المبانى إذا ارتفعت الحرارة في هذه المباني إلى درجة عالية .
ومفتاح الترموستات الذي نجده في مقددة الخبز له أهمية خاصة . إنه لا يوقف التيار بل ينظم سرعة ساعة متصلة بها ، ولكن دعنا نعرف أولا لماذا يحتاج هذا الجهاز ( مقددة الخبز ) إلى هذه الساعة .
لقد كان أول جهاز كهربى اخترع لتقديد الخبز مجرد مسخن کهربى صغير وظيفته تسخين قطع الخبز . وكان عليك أن تلاحظه دائماً ، وأن ترفع عنه قطع الخبز إذا سخنت بدرجة يحمر فيها لون هذا الخبز . فإذا أهملت ملاحظتها ، حصلت على قطع ظريفة من فحم الكوك مكانها سلة المهملات !
ومن ثم فكر البعض فى وضع ساعة دقاقة تبين عدد الدقات اللازمة لهذه العملية ، ثم أضافوا مفتاحاً مهمته إقفال التيار . وقد نجح هذا الجهاز .
غير أن قطعة الخبز الأولى لم تقدد تماماً لأن أسلاك جهاز التقديد تستغرق وقتاً حتى تسخن . ولكى يصحح عمل الجهاز فيتلافى هذا العيب ، كان من الضروري التفكير فى نظام يكفل إمداد أول قطعة من قطع الخبز بمقدار كاف من الحرارة يزيد على المقدار الذي تحصل عليه قطع الخبز الأخرى ، وهنا يأتى دور قطعة المعدن المزدوجة وهى المصنوعة من النحاس والصلب ومرة ثانية .
وتدخل هذه القطعة المعدنية المزدوجة فى تركيب ساعة مقددة الخبز بطريقة تسمح لها بتنظيم سرعة هذه الساعة .
فعندها يكون الجهاز بارداً ، تسبب هذه القطعة المعدنية ( تكتكة ) الساعة فى بطء ، وبذلك يسخن الخبز زمناً أطول قبل أن يقفل التيار وعندها يسخن الجهاز يتقوس القضيب المزدوج ، ومن ثم يحرك ذراعاً ، رافعة مهمتها زيادة سرعة الساعة ، وبذلك يقفل التيار فى وقت أقصر من الوقت الذي استغرقته قطعة الخبز الأولى .
وتنظم حركة هذه الذراع الرافعة ( أكرة ) مركبة في خارج جهاز التقديد . وعلى هذه ( الأكرة ) علامتان ( فاتح ) و ( غامق ) . فعندما تريد خبزاً مقدداً فاتح اللون ، فإنك تحرك هذا الرافع إلى مكان تصبح فيه حركة تكتكة الساعة حركة سريعة . أما إذا حركته إلى علامة غامق ، كان معنى ذلك بطء حركة الساعة ، وبذلك تسمح للتيار بأن يبقى زمناً أطول . وهذا يوضح لك أن جهاز تقديد الخبز الأوتوماتيكي يشتمل على أجهزة دقيقة الصنع .
تعليق