איך זה עובד: פנס דינמו
אתם מדוושים והפנס של האופניים נדלק. מה קורה שם באמת? עידו גנדל עם התשובות לשאלות הגדולות של החיים הפשוטים
יש שאלה אחת שכל תלמיד חטיבה או תיכון שואל את עצמו, בעודו בוהה בייאוש בהררי החומר הנלמד: מתי כבר אאבד את בתו-- לא, רגע. לא השאלה הזאת, אלא השנייה: מה כל זה ייתן לי בחיים? מסתבר שהתשובה מאד פשוטה: תלוי אילו מין חיים אתה רוצה שיהיו לך, וכמה רחוק אתה מתכוון להגיע בהם.
תשובה ברוח דומה מוצעת לכל מי שתהה בשביל מה צריך טור כמו זה. נכון, הוא לא יגלה לכם איפה אייפון 5 יהיה זול יותר ומה האיש החשוב X אמר בנושא החשוב Y. המטרה הצנועה כאן היא פשוט לעורר טיפה סקרנות, לפתוח את הראש כלפי הטכנולוגיה שסביבנו, להבין אותה קצת יותר טוב, ואולי אפילו לתקן מכשירים לבד בלי לשלם לטכנאי ולבנות דברים אלקטרוניים מגניבים. גם לזה נגיע, בלי נדר, מתישהו.
אז ללא הקדמות נוספות, הבה נעבור לפריט הטכנולוגי הנחשק להפליא שיוצב היום על שולחן הניתוחים: פנס דינמו.
אור בתנועה. דינמו (צילום: עידו גנדל)
הפנס שבתמונה, כמו רוב אחיו לקטגוריה, הוא גאדג'ט ירוק-עאלק שמבטיח להחליף את הסוללות הרעילות והחשמל היקר בעבודה מפרכת ורעשנית של סיבוב המנואלה. הסיבה שהוא צולם כבוי היא שלא היתה ברירה: הזבל הקטן התפגר אחרי יומיים של שימוש. אבל, כמו שאמר סטיקר על רכב שראיתי הפוך ומעוך לצד הדרך אחרי תאונה קשה: "תן חיוך, הכל לטובה". כל אדם שפוי היה מהסס לפתוח פנס קטן ועדין שכזה מחשש שמא יתקלקל, אך מכיוון שהוא כבר מקולקל...
אז ככה. הדבר הירקרק שבפנים הוא, איך לא, סוללה נטענת מהסוג הרעיל הנפוץ. זה מה שאוגר את החשמל שמופק מסיבוב הידית ומזין את הנורות, וזה מה שבסופו של דבר ייחלש כמו כל סוללה אחרת ויחייב אתכם לקנות פנס "אקולוגי" חדש. לסוללה מחובר המחולל (מימין למטה), אליו נתייחס בהמשך, ויש גם מפסק זעיר (בולט מימין למעלה) ותשלובת מרשימה של גלגלי שיניים. איך כל זה עובד ביחד?
המחולל, כפי שיבחינו חדי העין, אינו אלא מנוע חשמלי פשוט וזול, והסיבה שהוא משמש כאן דווקא כמטען לסוללה היא, קודם כל, שהוא פשוט וזול. אבל יש עוד סיבה, חשובה יותר, והיא הקשר בין מגנטיות לחשמל.
בלי לדייק יותר מדי או להיכנס לפרטים טכניים, מגנט שזז ליד חומר מוליך חשמל יוצר בו זרם חשמלי, ולהיפך: זרם חשמלי במוליך יוצר שדה מגנטי, שיכול להזיז מגנט. מנוע חשמלי כמו זה שבתמונה מסתובב כאשר זרם חשמלי עובר בתוך סלילי חוט נחושת שמקיפים מגנט (או בסליל שמוקף מגנטים, לא משנה). לעומת זאת, כאשר מסובבים ידנית את ציר המנוע, נוצר בסלילים זרם חשמלי שיכול להיכנס בחזרה לסוללה ולטעון אותה. הבעיה היא שכדי להשיג טעינה ראויה לשמה, צריך לסובב המון סיבובים ומהר.
כאן נכנסים לתמונה גלגלי השיניים. הם אמנם יושבים כולם על שלושה צירים בסך הכל (ציר המנוע, ציר הידית – או ה"ארכובה" בעברית יפה – וציר ביניים), אך שלושת הגלגלים הלבנים הגדולים מסתובבים בחופשיות, בלי תלות בשותפיהם לציר. שימו לב גם שלכל גלגל לבן גדול צמוד גלגל קטן יותר, במרכז.
מבט נוסף על התמסורת
התמסורת מבפנים (צילום: עידו גנדל)
אנחנו מתחילים בידית ובגלגל השיניים השחור שמחובר אליה. כאשר הוא משלים סיבוב אחד, הגלגל הלבן הקטן שמשתלב בו משלים שלושה סיבובים. בחיי, ספרתי! החלק הגדול של הלבן הזה מסובב את הגלגל הלבן הקטן הבא בתור, גם כן ביחס של 1:3. כך זה ממשיך עד ציר המנוע עצמו, שמסתובב שמונים ואחד סיבובים עם כל סיבוב יחיד של הידית.
רגע. אם המנוע מחובר לסוללה וטוען אותה בחשמל כשהידית מסתובבת, מה עוצר אותו מלשאוב חשמל מהסוללה ולסובב את הידית בחזרה בשניה שנעזוב אותה? התשובה היא רכיב אלקטרוני קטן וסופר-שימושי בשם דיודה. הדיודה מתירה לזרם החשמלי לעבור בכיוון אחד, אבל לא בכיוון הנגדי. "רוצה לתת חשמל לסוללה?" שואלת הדיודה שבתמונה את המנוע, "בבקשה. רוצה לקחת ממנה חשמל? לך חפש." שימו לב לפס השחור באחד מקצות הדיודה - הוא מציין את הכיוון החסום, ואם נחבר לצד הזה את הפלוס של הסוללה לא יעבור זרם במעגל.
דיודה. (צילום: עידו גנדל)
כדי להוכיח את העניין, בפרץ של יצירתיות פרטאצ'ית, ניתקתי את הדיודה, העפתי את הנוריות המיותרות והלחמתי ישירות למנוע שני חוטים ארוכים, אותם חיברתי לסוללה חיצונית. התוצאה המהממת תועדה בסרטון שלפניכם, ומי שממש משועמם יוכל להעריך די בקלות, על סמך הווידאו והנתונים שהוזכרו קודם, את הסל"ד של המנוע.
לסיום, הנה חידה קטנה וידועה שקשורה (רמז!) לגלגלי שיניים: למה, כשמכונית נוסעת בהילוך אחורי, היא נשמעת אחרת ממכונית שנוסעת בהילוך קדמי נמוך?
איך נדלקת, פנס אופניים? גלה לנו את סודותיך
צילום: עידו גנדל
