فيزياء الثاني عشر الفصل الثاني الحث الكهرومغناطيسي

المخرجات المعرفية 12-2 شرح التفاعلات التي تحدث بين المجالات الكهربائية والمغناطيسية. أ-وصف تجارب فاراداي التي أدت إلى استنتاج أن التغير في المجال المغناطيسي يولد قوة دافعة كهربائية. ب-وصف تولد القوة الدافعة الكهربائية التأثيرية عن طريق تغير الفيض المغناطيسي أو تغير مساحة الدائرة الكهربائية الكاملة لموصل. ج-تطبيق قانون لنز لتحديد اتجاه التيار المتولد بالحث الكهرومغناطيسي في مواقف متعددة بما في ذلك القوة الدافعة الكهربائية الحركية. د- شرح عمل المولدات الكهربائية ، والمحركات، والمحولات من حيث مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.

الموضوعات الرئيسة القوة الدافعة الكهربائية المحتثة قانون لنز القوة الدافعة التأثيرية المتولدة في موصل متحرك تطبيقات على الحث الكهرومغناطيسي

القوة الدافعة الكهربائية المحتثة تجارب فاراداي وظاهرة الحث الكهرومغناطيسي المجال المغناطيسي المتغير يولد قوة دافعة كهربائية

قاعدة اليد اليمنى لفلمنج إذا جعلت أصابع اليد اليمنى (الإبهام والسبابة والوسطى ) متعامدة على بعضها بعضًا بحيث تشير الإبهام إلى اتجاه حركة السلك، والسبابة إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي، ستكون الوسطى في اتجاه التيار المتولد بالتأثير (التيار المحتث).

قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي القوة الدافعة التأثيرية تعتمد على: معدل التغير في المجال المغناطيسي مساحة الملف الزاوية بين خطوط المجال المغناطيسي والعمودي على مستوى الملف أي أنها تتناسب مع معدل التغير في الفيض المغناطيسي خلال الملف.

الفيض المغناطيسي Magnetic Flux هو عدد الخطوط المغناطيسية التي تعبر وحدة المساحات العمودية ويقاس الفيض المغناطيسي بوحدة [تسلا . متر مربع ] وتدعى بالويبر Weber (Wb )

بتعريفنا للفيض المغناطيسي يمكننا الآن كتابة نتائج تجارب فاراداي ، إذا تغير الفيض الذي يخترق الملف بقيمة مقدارها خلال فترة زمنية قصيرة جدًّا ، فإن القوة الدافعة التأثيرية ( ε) في تلك اللحظة هي : وعرفت هذه النتيجة "بقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي"، وهو أحد القوانين الأساسية للحث الكهرومغناطيسي.

قانون لنز Lenz's law التيار المتولد من القوة الدافعة التأثيرية يتخذ اتجاها بحيث يكون مجاله المغناطيسي مقاومًا للتغير الأصلي في الفيض المغناطيسي. المجال المغناطيسي المتغير أو الفيض الذي يولد التيار التأثيري. المجال المغناطيسي التأثيري المتولد عن التيار التأثيري (لأن كل التيارات تولد مجالات مغناطيسية).

أ- لحظة إغلاق الدائرة الكهربائية ب- بعد إغلاق المفتاح بعدة ثوان. حلقة دائرية موضوعة بالقرب من مغناطيس كهربائي حدد اتجاه التيار الحثي المتولد في الحلقة في الحالات التالية: أ- لحظة إغلاق الدائرة الكهربائية ب- بعد إغلاق المفتاح بعدة ثوان. ج- عند فتح الدائرة الكهربائية. الشكل (2-8)

القوة الدافعة التأثيرية المتولدة في موصل متحرك الشغل اللازم لتحريك الشحنة q من أحد أطراف القضيب إلى الطرف الآخر

تطبيقات على الحث الكهرومغناطيسي المولد الكهربائي

المحرك الكهربائي الاستكشاف (1): تعرُّف مبدأ عمل المحرك الكهربائي

تركيب المحرك الكهربائي

طريقة عمل المحرك الكهربائي

المحول الكهربائي الاستكشاف(2): مبدأ عمل المحول الكهربائي الحث المتبادل

نقل القدرة الكهربائية فقد القدرة على شكل طاقة حرارية في شبكة الكابلات الكهربائية. الحلول استخدام كابلات سميكة جدًّا حتى تكون المقاومة (R)صغيرة (حيث إن مقاومة الموصل تتناسب طرديًّا مع طوله وعكسيًّا مع مساحة مقطعه، كما تعتمد أيضًا على نوع مادته). كلما كانت الكابلات سميكة كان الوزن المطلوب تدعيمه أثقل وبالتالي تكلفة إنشائه أكبر

الحل الآخر هو تقليل التيار المطلوب نقله، وذلك باستخدام محول رافع للجهد عند المنطقة التي يبدأ منها نقل التيار، وعند نقطة استقبال التيار يمكن زيادة التيار مرة ثانية باستخدام محول خافض بالقرب من محطة الاستقبال.

شكرا على حسن استماعكم