Basit Elektrik Motoru

Bu yazıda, piyasadan kolayca bulunabilen malzemelerle basit bir elektrik motorunun nasıl yapılabileceği anlatılıyor. Elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren elektrik motorları elektromanyetizmanın temel ilkelerine göre çalışır. Bilindiği gibi, akım geçen bir iletken, manyetik alan içerisinde bulunuyorsa iletkene bir kuvvet etkir. Bu durum şekil l’de görülüyor, iletkene etkiyen kuvvetin şiddeti, akım değerinin, manyetik alan büyüklüğünün ve iletken uzunluğunun çarpımı ile hesaplanır. Kuvvetin yönü ise akım yönü ile manyetik alan yönünün vektörel çarpımı yapılarak belirlenir.

Image

Şekil 1: iletkene etkiyen manyetik kuvvet

Elektrik motorunun tasarımı uygun şekilde gerçekleştirildiğinde, iletkene etkiyen bu manyetik kuvvet motorun dönmesini sağlar. Akım geçen iletken ile manyetik alan kaynağı arasındaki etkileşim, iki mıknatısın birbirine etkisine çok benzer. Şekil 2 ve 3’den görüldüğü gibi, mıknatısların zıt kutupları birbirini çekerken, aynı kutupları birbirini iter. Mıknatısın akım geçen iletkene uyguladığı kuvvet de aynı şekilde düşünülebilir.

Image

Şekil 2: Çekme kuvveti

Image

Şekil 3: itme kuvveti
Bir doğru akım motoru, stator ve rotor olarak adlandırılan iki kısımdan oluşur. Düşük güçlü motorlarda stator olarak genellikle sabit mıknatıs kullanılır. Rotorda ise sarımlar yer alır. Akımın sargılardan geçişini sağlamak üzere motor üzerinde fırça-kollektör yapısı bulunur. Bu yapı, motorun dönüşü sırasında sarımlardan geçen akımın belirli zamanlarda yön değiştirmesini de sağlar. Böylece rotordaki iletkenlere etkiyen manyetik kuvvet hep aynı yönde olur. Şekil 4-8’de bir doğru akım motorunun çalışma prensibi görülüyor.

Image

Şekil 4

Statorda yer alan mıknatıslar manyetik alan sağlar. Manyetik alanın yönü N kutbundan S kutbuna doğrudur.

Image

Şekil 5

Fırça-kollektör yapısı sayesinde iletken çerçeveden akım geçer

Image

Şekil 6

Manyetik alan içinde akım geçen iletken çerçeveye bir kuvvet etkir. Bu kuvvet, çerçevenin bir tarafında yukarı doğru iken, diğer tarafında aşağı doğrudur.

Image

Şekil 7

Manyetik kuvvetin etkisiyle, iletken çerçeve dönmeye zorlanır.

Image

Şekil 8

Fırçalara gerilim uygulandığı sürece dönme hareketi devam eder. Bu temel bilgilerin ardından basit bir elektrik motoru yapımına geçebiliriz. Gerekli malzemeler şunlar:

Malzeme Listesi
1 adet Mıknatıs
1.5 m Emaye kaplı bakır tel
1 adet 1.5V’lukpil (AA veya C türünde)
2 adet Çengelli iğne
2 adet Boncuk
1 adet Maket bıçağı, tahta plaka

Mıknatıs olarak şekil 9’da görülen yuvarlak veya dikdörtgen prizma şeklindeki ferrit mıknatıslar kullanılabilir.

Image

Şekil 9: Mıknatıslar

Sarımlar için emaye kaplı bakır tel gerekli. Bu teller, bobinaj işi yapan yerlerden temin edilebilir. Motorun dönen kısmının sağlam olması için telin çapı çok ince olmamalı. 0.65mm, 0.80mm veya lmm çaplı emaye kaplı bakır teller kullanılabilir. Sarım sayısı çok önemli olmamakla birlikte en az 10 sarım yapılmalı. Sarım yapılırken kolaylık sağlaması için kalem pil kullanılabilir. Şekil 10’da görüldüğü gibi 0.65mm çaplı bakır tel ile pil üzerine 10 tur sarılır. Ardından sarımlar pilin üzerinden dikkatlice çıkarılarak şekil ll’deki hale getirilir. Sarımların her iki tarafında 2-3 cm’lik düz iletken parçası olmalı.

Image

Şekil 10: Sarım işlemi

Image

Şekil 11: 0.65mm çaplı telden sarımlar

Farklı çaptaki tellerden yapılan sarımlar ise şekil 12 ve 13’de görülmekte.

Image

Şekil 12: 0.80mm çaplı telden sarımlar

Image

Şekil 13: lmm çaplı telden sarımlar

Bakır telin üzeri emaye kaplı olduğu için yalıtkan özellik gösterir. Elektrik akımının iletilebilmesi için, bir maket bıçağı yardımıyla sarımların uç kısımlarındaki emaye kaplama kazınır. Bu işlem sırasında önemli bir noktaya dikkat etmek gerekir. Şekil 14’den görüldüğü gibi, iletkenin sol tarafındaki kaplama tamamen kazınır. Sağ tarafta ise sadece iletkenin üst kısmı kazınır. Alt yarısında emaye kaplama aynen kalır. Yapılan bu işlem motorun dönmesini sağlamak için mutlaka gerekli.

Image

Şekil 14: Emaye kaplamanın kazınması

Image

Şekil 15: Yalıtkanın altındaki bakır iletken

iki adet çengelli iğne veya ataç kullanılarak sarımların oturtulacağı destekler hazırlanır.

Image

Şekil 16: Çengelli iğne

Bir tahta plaka üzerine pense yardımıyla iğneler şekil 17’deki gibi sabitlenir. Sarımların her iki ucuna birer boncuk ya da tespih tanesi geçirilir. Ardından, sarımlar çengelli iğne üzerindeki halkalara yerleştirilir.

Image

Şekil 17: Motorun son hali

Zil teli veya timsah uçlu kablo yardımıyla motorun uçları pile bağlanır. Pil olarak 1.5V’luk AA boyutunda kalem pil kullanılabilir. Sarımların direnci çok düşük olduğu için motor birkaç amper seviyesinde akım çeker. Bu nedenle pil bağlantısı yapılırken kıvılcım oluşabilir. Motorun daha hızlı dönmesi istenirse yüksek akım verebilen C veya D boyutunda piller kullanılabilir.

Şekil 18 ve 19’da dikdörtgen mıknatıs kullanılarak yapılan motorlar görülmekte.

Image

Şekil 18

Image

Şekil 19

Motorun dönüşü esnasındaki görüntü şekil 20’deki gibi.

Image

Şekil 20: Motorun dönüş hareketi

Yapımı gerçekleştirilen basit elektrik motoru, manyetizma ilkelerinin anlaşılması için oldukça yararlı bir uygulama özelliği taşıyor, internette erişilebilecek kaynaklarda rastlanan farklı tür motor örnekleri şekil 21-24’de görülmekte.

Image

Şekil 21

Image

Şekil 22

Image

Şekil 23

Image

Şekil 24

Kaynak: www.simplemotor.com

Hazırlayan : Yavuz Erol

İlginize Çekebilir

Basit Elektrik Motoru

Bu yazıda, piyasadan kolayca bulunabilen malzemelerle basit bir elektrik motorunun nasıl yapılabileceği anlatılıyor. Elektrik enerjisini …