कक्षा में सभी सफल! पेपरक्लिप मोटर बनाने के आसान टिप्स (प्लास्टिक कोरुगेटेड बोर्ड का प्रयोग)
नमस्ते, मैं केन कुवाको हूँ, आपका साइंस ट्रेनर। मेरे लिए हर दिन एक नया प्रयोग है।
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क्या आपने कभी “क्लिप मोटर” के बारे में सुना है? यह एक बहुत ही सरल मोटर है जिसे सिर्फ एक सूखी सेल (बैटरी), इनेमल तार और कुछ पेपर क्लिप्स की मदद से बनाया जा सकता है। आपने इसे स्कूल की साइंस लैब या किसी प्रोजेक्ट में जरूर देखा होगा। जैसे ही इसमें बिजली दौड़ती है, तार का कॉइल जादू की तरह घूमने लगता है! लेकिन इस छोटी सी मोटर के साथ एक समस्या है: यह दिखने में जितनी आसान लगती है, इसे सही से चलाना उतना ही मुश्किल हो सकता है।
अक्सर लोग इसे बनाने में घंटों लगा देते हैं, लेकिन अंत में मोटर हिलती तक नहीं। सबसे बड़ी चुनौती कॉइल को सही तरीके से लपेटने में आती है। अगर कॉइल एकदम गोल न हो या उसके दोनों सिरे एक सीधी रेखा में न हों, तो चुंबक के साथ उसका तालमेल नहीं बैठ पाता और मोटर नहीं घूमती।
आज मैं आपको इस समस्या का एक शानदार समाधान बताने जा रहा हूँ। हम एक साधारण सी चीज़ “प्लास्टिक कोरुगेटेड बोर्ड” (प्लास्टिक कार्डबोर्ड) का इस्तेमाल करेंगे, जिससे कोई भी बच्चा या बड़ा बहुत आसानी से और पक्के तौर पर इस मोटर को चला पाएगा। यह अनोखा तरीका मुझे कोमोरी ईजी सर ने सिखाया है। तो क्या आप विज्ञान के इस चमत्कार को अपने हाथों से करने के लिए तैयार हैं?
समझें कि क्लिप मोटर कैसे काम करती है!
क्लिप मोटर बिजली की ऊर्जा को गति (मूवमेंट) में बदलती है। यह पूरी तरह से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के सिद्धांत पर आधारित है।
- बिजली और चुंबकीय क्षेत्र: जब बैटरी से बिजली इनेमल तार के कॉइल में बहती है, तो कॉइल के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field) पैदा हो जाता है।
- चुंबक के साथ तालमेल: कॉइल का यह चुंबकीय क्षेत्र पास रखे चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र से टकराता है। यह टकराव ही कॉइल को धक्का देता है और उसे घुमाता है।
- फ्लेमिंग का बाएं हाथ का नियम: बिजली की दिशा, चुंबक की दिशा और धक्का लगने की दिशा के बीच एक खास रिश्ता होता है, जिसे ‘फ्लेमिंग का लेफ्ट हैंड रूल’ कहते हैं। इसी नियम की वजह से कॉइल गोल-गोल घूमने लगती है।
सफलता का राज: कॉइल लपेटने का सही तरीका!
आमतौर पर लोग बैटरी के ऊपर तार लपेटकर कॉइल बनाते हैं, लेकिन इस तरीके में फेल होने के चांस 50% से ज्यादा होते हैं। बड़ों के लिए भी यह थोड़ा पेचीदा हो जाता है। इसके दो मुख्य कारण हैं:
- अक्ष का टेढ़ा होना: अगर कॉइल के दोनों तरफ निकले हुए तार एक सीधी लाइन में नहीं हैं, तो मोटर लड़खड़ाएगी और नहीं घूमेगी।
- आकार का बिगड़ना: हाथ से एकदम सटीक गोल कॉइल बनाना काफी मुश्किल काम है।
प्लास्टिक बोर्ड: आपका नया मददगार!
यहीं काम आता है प्लास्टिक कोरुगेटेड बोर्ड! इसे एक सांचे की तरह इस्तेमाल करके आप ऊपर बताई गई दोनों समस्याओं को चुटकियों में हल कर सकते हैं।
इस बोर्ड के इस्तेमाल के कई फायदे हैं:
- कॉइल का परफेक्ट शेप: बोर्ड की मदद से कोई भी सुंदर और गोल कॉइल बना सकता है।
- किफायती: इसमें तार कम खर्च होता है, जिससे सामान की बर्बादी नहीं होती।
- आसान एडजस्टमेंट: बोर्ड की मोटाई की वजह से कॉइल के दोनों सिरे अपने आप एक सीध में आ जाते हैं।
हमने यहाँ करीब 45 सेमी लंबा और 0.5 मिमी मोटा इनेमल तार इस्तेमाल किया है। इतनी मोटाई एक मजबूत मोटर बनाने के लिए काफी है।
चलिए, अब इसे बनाना शुरू करते हैं!
हम लगभग 45 सेमी लंबा और 0.5 मिमी व्यास वाला इनेमल तार लेंगे। यह मोटाई मोटर को मजबूती देती है।
सबसे पहले प्लास्टिक बोर्ड को चित्र के अनुसार काट लें।
आगे की पूरी प्रक्रिया आप इस वीडियो में देख सकते हैं:
बोर्ड का टुकड़ा 2.5 सेमी लंबा होना चाहिए और इसमें तीन छेद होने चाहिए। सबसे पहले बीच वाले छेद से तार डालें और करीब 5 सेमी बाहर छोड़ दें।
अब दिखाए गए डायग्राम के अनुसार तार को लपेटें। अंत में इसे थोड़ा खींचकर सेट करें और फालतू तार काट दें।
रेगमाल (Sandpaper) का उपयोग करके तार के एक सिरे की पूरी कोटिंग हटा दें। दूसरे सिरे की कोटिंग केवल आधी (ऊपरी हिस्सा) हटानी है। ध्यान रहे कि कोटिंग जड़ तक साफ हो।
चित्र में ग्रे हिस्सा वह है जहाँ से कोटिंग हटाई गई है। अब क्लिप्स को इस तरह मोड़ें:
और उन्हें बैटरी के साथ इस तरह जोड़ दें:
बैटरी पर चुंबक चिपकाते ही आपकी मोटर तैयार है! कॉइल को ऊपर रखें।
इसे हल्का सा धक्का दें और देखिए यह कैसे नाचने लगती है!
कैसा लगा? इसे घर पर जरूर आज़माएँ!
अगर पूरा इनेमल छील दिया जाए तो क्या होगा?
इस तकनीकी बात को समझने से पहले, मैं सलाह दूँगा कि आप पेपर क्राफ्ट वाला मोटर मॉडल बनाकर देखें। इस लेख को देखें:
なぜモーターは回り続ける？ ペーパークラフトとデジタルで解き明かす「フレミングの法則」と「整流子の秘密」（Geogebra）
अगली बात थोड़ी वैज्ञानिक है, इसलिए अगर समझ न आए तो पहले ऊपर वाला मॉडल ज़रूर बनाएँ।
जब कॉइल और चुंबकीय क्षेत्र एक ही दिशा में होते हैं (0°), तो बिजली और चुंबक के मेल से धक्का लगता है और कॉइल घूमने लगती है।
(नोट: समझने के लिए इस चित्र में तार का सिर्फ एक फेरा दिखाया गया है।)
जब कॉइल 90° घूम जाती है, तो बल उसे घुमाने के बजाय फैलाने की कोशिश करता है, इसलिए यहाँ घूमने वाली शक्ति नहीं मिलती।
180° पर पहुँचने पर, अगर बिजली बंद न की जाए, तो वह उलटी दिशा में धक्का देगी और मोटर रुक जाएगी।
स्विचिंग (कम्यूटेटर) कैसे काम करता है?
यही वजह है कि हम तार के एक सिरे को सिर्फ आधा छीलते हैं (चित्र में पीला हिस्सा)।
1′. 0° पर, छीला हुआ हिस्सा क्लिप के संपर्क में रहता है और बिजली बहती है।
2′. 90° पर भी बिजली का संपर्क बना रहता है।
3′. 180° पर मुड़ते ही, बिना छीला हुआ हिस्सा नीचे आ जाता है और बिजली का बहना बंद हो जाता है। इससे मोटर को उलटा धक्का नहीं लगता और वह अपनी रफ्तार (Inertia) से वापस 0° पर पहुँच जाती है, जहाँ उसे फिर से धक्का मिलता है।
तो यह था क्लिप मोटर का राज! यह बिजली और चुंबकत्व का एक सरल लेकिन बेहतरीन उदाहरण है। प्लास्टिक बोर्ड के इस्तेमाल से आप इसकी सफलता दर को कई गुना बढ़ा सकते हैं। विज्ञान के साथ कुछ नया बनाने का आनंद लें!
फ्लेमिंग के नियम के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहाँ देखें:
शिक्षकों के लिए, मैंने कुछ चित्र भी दिए हैं जिन्हें आप छात्रों को करंट और फोर्स की दिशा समझाने के लिए इस्तेमाल कर सकते हैं।
『हाई स्कूल फिजिक्स रिविजन बुक』(Amazon Link)
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