Dabour Hub EGالمنهج المصري · ثانوية عامة وإعدادية

الحث الكهرومغناطيسي

أهداف الدرس ومخرجات التعلم

  • أن يفهم الطالب قانون فاراداي وقاعدة لنز لتحديد اتجاه القوة الدافعة الكهربية المستحثة.
  • أن يفرق بين ظاهرتي الحث المتبادل بين ملفين والحث الذاتي وتطبيقاتهما (أفران الحث).
  • أن يشرح فكرة عمل المولد الكهربي (الدينامو) والمحول الكهربي والمحرك الكهربي (الموتور).

1. قانون فاراداي وقاعدة لنز

ينص قانون فاراداي على أن القوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة في موصل تتناسب طردياً مع المعدل الزمني الذي يقطع به الموصل خطوط الفيض المغناطيسي، ومع عدد اللفات: emf = -N (ΔΦm / Δt)، وتحدد الإشارة السالبة وفق قاعدة لنز بحيث يعاكس التيار المستحث التغير المسبب له.

تجربة فاراداي وقاعدة لنز
الشكل (1): تجربة فاراداي لتوليد التيار المستحث وقاعدة لنز في حالتي اقتراب وابتعاد القطب المغناطيسي

2. الحث المتبادل بين ملفين والحث الذاتي

  • في الحث المتبادل يؤثر تغير التيار في الملف الابتدائي على الملف الثانوي المجاور فيولد فيه قوة دافعة مستحثة: emf₂ = -M (ΔI₁ / Δt).
  • أما الحث الذاتي فهو تولد emf مستحثة في نفس الملف عند تغير شدة التيار المار فيه: emf = -L (ΔI / Δt)، ويقاس كلا المعاملين بوحدة الهنري (Henry).
الحث المتبادل والحث الذاتي
الشكل (2): ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي المتبادل بين ملفين والحث الذاتي لملف لولبي

3. المولد الكهربي (الدينامو)

  • يحول المولد الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربية عن طريق دوران ملف بين قطبي مغناطيس.
  • وتكون القوة الدافعة اللحظية جيبية: emf = emfmax sin(ωt)، والقيمة الفعالة: emfeff = 0.707 emfmax.
تركيب المولد الكهربي ومنحنى القوة الدافعة
الشكل (3): التركيب الداخلي للدينامو ومنحنى القوة الدافعة الكهربية المترددة الجيبية

4. المحول الكهربي والمحرك (الموتور)

يعمل المحول الكهربي على رفع أو خفض الجهد المتردد بالحث المتبادل دون تغيير التردد وفق العلاقة: Vs / Vp = Ns / Np = Ip / Is في المحول المثالي، بينما يحول المحرك الكهربي الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية بالاستفادة من عزم الازدواج المغناطيسي وتوحيد اتجاه الحركة بنصفي الأسطوانة المعدنية.

تركيب المحول الكهربي
الشكل (4): تركيب المحول الكهربي ذي القلب الحديدي المطاوع السيليكوني المصفح
⚡ 🌀 📝

بنك الأسئلة التفاعلي المصور للدرس الثالث (50 سؤالاً)

بنك أسئلة تدريبي تخصصي يضم 50 سؤال اختيار من متعدد، يغطي بالكامل الحث الكهرومغناطيسي، تجربة فاراداي ولنز، الحث الذاتي والمتبادل، المولد، المحول، والموتور، مع شروحات وتفسيرات فيزيائية وافية.

ابدأ حل بنك أسئلة الحث الكهرومغناطيسي الآن