الفيزياء فصل ثاني

           ماذا تعلمت

   - التدفق المغناطيسي( ${\mathrm{\Phi }}_{\mathrm{B}}$ ): هو عدد خطوط المجال

    المغناطيسي التي  تخترق باتجاه عمودي سطح ما. 

   ويعبر عن التدفّق المغناطيسي رياضيًّا بأنّه ناتج الضرب

  القياسي لمتَّجه المجال  المغناطيسي ( B) ومتَّجه

 المساحة ( A)، ويُعبَّر عن مقداره بالعلاقة الآتية:

                                Φ_B = B ∙ A = BA cos θ  
       ( متجه  المساحة  متعامد مع مستوى السطح)  

يتناسب التدفق  المغناطيسي طردياً مع  العوامل التالية:

                                                                          

 

                 - مقدار  المجال  المغناطيسي  المغمور فيه السطح.

                 -  مقدار متجه المساحة ويساوي مساحة السطح.

                 - جيب تمام  الزاوية  المحصورة بين  متجهي  المجال

                    المغنطيسي المساحة.

              الحثّ الكهرومغناطيسي: 

             هي  عملية توليد وقوة دافعة كهربائية وتيار كهربائي

        في دارة كهربائيّة مغلقة عند تغيير التدفّق المغناطيسي

       الذي يخترقها.

           يمكن  تغيير  التدفق  المغنطيسي بالتالي توليد قوة دافعة

          كهربائية حثية بتغيير أي مما: يلي:

             -  مقدار  المجال  المغناطيسي  ( B ) .

             -  مقدار متجه المساحة( A )

            -   الزاوية  المحصورة بين  متجهي  المجال المغنطيسي

                 والمساحة ( $\mathrm{\theta }$ ).

   قانون فارادي في الحثّ:  

     (مقدار القوّة الدافعة الكهربائيّة الحثّيّة المتولّدة في دارة

      كهربائيّة يتناسب طرديًّا مع المعدل الزمنيّ لتغيّر التدفّق

     المغناطيسيّ الذي يخترقها)

   لحساب القوة الدافعة الكهربائيّة الحثّيّة المتوسطة  المتولدة

    في ملف عدد لفاته ( N ) أستخدم العلاقة الرياضية التالية:

                     ${\mathrm{\epsilon }}^{\text{'}} = -\mathrm{N}\frac{∆\mathrm{\Phi }}{∆\mathrm{t}}$  

      يُحسب التيار الحثي في  دارة مقاومتها ( R )بالعلاقة:

                            $I^{\text{'}}=\left|\frac{{\epsilon }^{\text{'}}}{R}\right|$     

   - مقدار القوّة الدافعة الكهربائيّة الحثّيّة المتولّدة في الموصل 

     تُعطى بالعلاقة الآتية:
                                                     $\epsilon \text{'} = B\ell v$
حيث ( B) مقدار المجال المغناطيسيّ، ( ℓ) طول الموصل، ($v$ )

  سرعة  الموصل.

  قانون لنز:   

  (  القوة الدافعة الكهربائيّة الحثّية المتولّدة تكون في الاتّجاه الذي

  يُقاوم التغيّر في التدفّق المغناطيسي الذي يؤدّي إلى توليدها ).

  الحثّ الذاتيّ:

   - ( تَولّد قوة دافعة كهربائيّة حثّية ذاتيّة في دارة كهربائيّة مغلقة

     لولبي تحوي ملف نتيجة تغيّر التدفّق المغناطيسيّ بسبب تغيّر

      مقدار تيار الدارة نفسها).

   - ينمو التيار تدريجياً مع الزمن عند غلق دارة تحوي ملف لولبي

    ويتلاشى أيضاً عند فتح الدارة.

   -  يسمى الملف اللولبي الذي يتغير التيار فيه بالمحث.

   -  يُعبر  عن القوة  الدافعة  الكهربائية الحثية الذاتية في المحث

    بالعلاقة التالية:

                 ${{\mathrm{\epsilon }}^{\text{'}}}_{\mathrm{L}} = -\mathrm{L}\frac{∆\mathrm{I}}{∆\mathrm{t}}$ 

   - محاثة الملف ( $\mathrm{L}$ ): 

                      $L =\frac{{{\epsilon }^{\text{'}}}_L}{\left({\displaystyle \frac{∆I}{∆t}}\right)}$

       هو نسبة  القوة الدافعة الكهربائيّة الحثّية الذاتيّة المتولّدة

     بين طرفي محثّ إلى المعدل الزمني للتغيّر في مقدار التيار

      الكهربائيّ المارّ فيه، وهو مقياس لممانعة المحثّ للتغيّر في

    مقدار التيار الكهربائيّ المارّ فيه، ووحدة قياسه هي ( V.s/A )

    - محاثّة ملفّ لولبيّ:  

  تعطى بالعلاقة التالية  :    

          - $L =\frac{{\mu }_o{N}^{2}A}{ l}$  

   - تعتمد  محاثة الملف اللولبي على  العوامل  التالية:

          * النفاذية المغناطيسية( $\mu$ ) لقلب الملف ( المادة الملفوف

            عليها الملف )، والعلاقة طردية بينهما.

         *  مربع عدد لفات الملف( N² )،وتتناسب محاثة الملف طردياً

            مع مربع عدد لفات الملف.

         * مساحة مقطع الملف العرضية( $\mathrm{A}$ )، وتتناسب المحاثة طردياً

            مع مساحة اللفة الواحدة من الملف.

     المحول الكهربائي: يستخدم لرفع الجهد أو لخفضه، ويعمل على 

                                   الجهد المتردد.

              - يعمل المحول الكهربائي على مبدأ الحث  الكهرومغناطيسي.

    

 مكونات  المحول الكهربائي:

                    

 1- الملف الابتدائي:ويتكوّن من ( N₁ ) لفة، ويتصل بمصدر

   فرق جهد ( $∆{\mathrm{V}}_1$) متغير مقدارًا واتجاهًا.

2-  الملف الثانوي:يتكوّن هذا الملف من ( N₂ ) لفة، ويتصّل

 بجهاز مستهلك للطاقة، , وفرق جهده ($∆{\mathrm{V}}_2$ ).

 

3- القلب الحديدي:يعمل القلب الحديدي على زيادة 

المجال المغناطيسي داخل الملف الابتدائي وتدفّقِ أكبر عددٍ

 ممكن من خطوط المجال المغناطيسي إلى الملف الثانوي،

  -   يرتبط عدد لفات كل ملف وجهده بالعلاقة:

               $\frac{∆{\mathrm{V}}_1}{{\mathrm{N}}_1}=\frac{∆{\mathrm{V}}_2}{{\mathrm{N}}_2}\mathbf{ }$

-  المحول الكهربائي المثالي هو الذي يكون فيه قدرةالملف الابتدائي

   تساوي قدرة الملف الثانوي: ( ${\mathrm{P}}_1={\mathrm{P}}_2 \Rightarrow {\mathrm{I}}_1{\mathrm{V}}_1={\mathrm{I}}_2{\mathrm{V}}_2$)

    المحولات نوعان:

       محول كهربائي رافع للجهد:     وفيه ${\mathrm{N}}_2>{\mathrm{N}}_1$

                                                                                                               $∆{\mathrm{V}}_1<∆{\mathrm{V}}_2$

            محول كهربائي خافض للجهد:   وفيه${\mathrm{N}}_2<{\mathrm{N}}_1$

                                                            $∆{\mathrm{V}}_1>∆{\mathrm{V}}_2$