[ناصر اللحياني]

للإستزادة :

هناك نوعان أساسيان من الأميترات: القياسية والرقمية.
لا يحتوي الأميتر الرقمي على أي أجزاء متحركة. وعندما يمر تيار من خلال المقياس فإنه يحول الجهد الكهربائي بين نقطتين إلى رمز رقمي ثم يعالج هذا الرمز إلِكترونيًا لحساب التيار.

[ناصر اللحياني]

الحث الكهرومغناطيسي

بداية : في الرابط التالي ( 11 مقطع فيديو ) للحث الكهرومغناطيسي ( فاراداي + لنز )

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._induction.rar

[ناصر اللحياني]

مقدمة :

مايكل فاراداى (1791 – 1867م) كيميائي وفيزيائي إنكليزي، علم نفسه بنفسه وعمل كبائع للكتب فكرس أمسياته لدراسة الفيزياء و الكيمياء، وأعظم أعمله في مجال الكهرباء والمغناطيسية.

وكما ذكرنا في درس سابق أن العالم أورستد أثبت في عام 1819 م ، أن التيار الكهربائي عند مروره في موصل فإنه يولد مجالا مغناطيسيا ، ولم يكن في حسبان أحد قبل عام 1831م أن يحث العكس ، إلا أنه في ذلك العام اكتشف فاراداي مصادفة أنه يمكن توليد التيار الكهربائي اعتمادا على المجال المغناطيسي ، وهذا ما عُرف بظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction6.swf]WIDTH=400 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction6.swf

تجربة فاراداي :

الأدوات :

قضيب مغناطيسي قوي - ملف - ملي أميتر ( جلفانومتر صفر تدريجه فى المنتصف ) .

خطوات التجربة و المشاهدة :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction1.swf

عند إدخال المغناطيس بسرعة في الملف عموديا على مستواه ينحرف مؤشر الجلفانومترلحظيا فى اتجاه معين .
عند إخراج المغناطيس بسرعة خارج الملف ينحرف مؤشر الجلفانومتر فى الاتجاه المضاد .
عند توقف المغناطيس عن الحركة يتوقف مؤشر الجلفانومتر .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction2.swf]WIDTH=400 HEIGHT=450[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction2.swf

الاستنتاج :

تتولد ( قوة محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) وتسمي الظاهرة السابقة بالحث الكهرومغناطيسي .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction3.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction3.swf

توضيح :

إذا تحرك موصل داخل مجال مغناطيسي بحيث تعمل حركته على تقطيع هذه الخطوط فإنه سوف يتولد عبر الموصل تيار كهربائي لحظي سرعان ما يزول عند توقف الحركة ويسمى هذا التيار بالتيار الحثي ويُعرف بأنه : هو ذلك التيار المتولد بفعل حركة موصل في مجال مغناطيسي .

أضغط على الرابط التالي بزر الفأرة الأيمن ثم أختر حفظ بإسم :
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction8.swf


ملاحظة :

1- حركة الموصل في مجال مغناطيسي ليست الطريقة الوحيدة لتوليد تيار حثي ، فهناك طريقة أخرى وهي حركة ملف حول مغناطيس او (حركة مغناطيس داخل ملف) ، وهنا أيضاً سبب توليد التيار هو تقطيع خطوط المجال او ما يسمى تغير في التدفق المغناطيسي.
ومن هنا نستخلص أن التيار الحثي تولد بفعل تغير في عدد خطوط المجال المغناطيسي الذي قطع موصلاً (سواء كان سلكاً أم ملفاً ) .
2 – لا يتولد تيار حثي عندما تكون حركة الموصل موازية لخطوط المجال المغناطيسي
3– لا يتولد تيار حثي عندما يكون الموصل ساكناً أو الملف ساكناً في مجال مغناطيسي.

تعريف الحث الكهرومغناطيسي :

هو ظاهرة توليد ( قوه محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) نتيجة قطع موصل لخطوط مجال مغناطيسي .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction9.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction9.swf

شروط تولد قوة محركة تأثيرية :
1 - وجود موصل دائرته مغلقة
2 - وجود حركة
3 - وجود مغناطيس

نص قانون فاراداي :
عندما يتغير تدفق المجال المغناطيسي خلال دائرة كهربائية تتولد فيها قوة محركة كهربائية تأثيرية يتناسب مقدارها مع معدل تغيّر التدفق بالنسبة للزمن .

الصيغة الرياضية :

قم = - Δ تد / Δ ز

ملاحظات هامة :

1- الإشارة السالبة في قانون فاراداى لها معني فيزيائي فقط لذلك تهمل في الحسابات و يفسرها لنز .
2- إذا كان التدفق يخترق ملف مكون من عدد ( ن ) من اللفات يكون قانون فاراداى :

قم = - ن Δ تد / Δ ز

[ناصر اللحياني]

هنريك لنز عالم ألماني المولد .

نص قاعدة لنز :
إن اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction4.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction4.swf





[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction10.swf]WIDTH=500 HEIGHT=300[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nduction10.swf

تجربه لتحقيق قاعدة لنز :
نفس تجربة فاراداى ولكن نأخذ في الاعتبار تحديد القطب الداخل والخارج حتى يتسنى لنا تفسير قانون سبب وضع الإشارة السالبة في قانون فاراداى .

تفسير قاعدة لنز :

- عند تقريب القطب الجنوبي للمغناطيس من الملف يتولد فيه تيار كهربي مستحث في اتجاه معين بحيث يكون قطبا جنوبيا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبي للمغناطيس ( فيقاوم حركة الدخول بالتنافر )

- عند إبعاد القطب الجنوبي للمغناطيس من الملف يتولد في الملف تيار كهربي مستحث في اتجاه معين بحيث يكون قطبا شماليا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبي للمغناطيس (فيقاوم حركة الخروج بالتجاذب)

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction5.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...induction5.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/electromagnetic_induction11.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nduction11.swf

ملاحظات :

1- اتجاه انحراف مؤشر الجلفانومتر يدل على اتجاه التيار ولذلك يمكنك تحديد أقطاب الملف .
2- يمكن إجراء نفس خطوات التجربة السابقة بعد عكس الملف (تقريب القطب الشمالى وإبعاده)


من درر الأستاذ إحسان :
لكي تحدد اتجاه التيار التأثيري بقانون لنز فيجب أن تضع سؤالين وتجيب عليهما .
س1 - ماهو السبب ؟
س2 - كيف يقاوم السبب ؟
لنطبق هذا الكلام على دخول القطب الشمالي لمغناطيس في ملف :
جـ1 - السبب : دخول المغناطيس في الملف ابتداءً بقطبه الشمالي .
جـ2 - كيف يقاوم السبب : يجب أن يكون طرف الملف القريب
من المغناطيس قطباً شمالياً ليبعد المسبب وهو المغناطيس .
الآن نتعامل مع الملف :
1- خط المجال في داخل الملف من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي .
2 - طبق قاعدة اليد اليمنى المقبوضة لتحديد اتجاه التيار .

[ناصر اللحياني]

العلاقة بين القوة المحركة التأثيرية المتولدة في موصل وبين سرعة حركته في المجال المغناطيسي

لاحقا بإذن الله تعالى

[ناصر اللحياني]

الحث الكهرومغناطيسي الذاتي :

جوزيف هنري

عالم , مهندس ومكتشف أمريكي ولد في نيويورك عام 1797 م أكمل دروسه العلمية كمهندس ثم اتجه نحو العلوم الفيزيائية فبرع في هدا النطاق من اشهر أعماله قام باكتشاف المغناطيس الكهربائي عام 1728 م ، وكذلك اكتشاف الحث الذاتي عام 1832 م بعد أن اكتشف فاراداي ظواهر الحث الكهرومغناطيسي بسنة واحدة في عام 1831م .

ذكرنا في الدرس السابق ( الحث الكهرومغناطيسي – فاراداي ) أن التيار ينشئ في الدائرة الكهربية عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلال الدائرة مع الزمن. وفي هذا الدرس سنتعرف على الحث الذاتي الذي ينشئ في الدائرة نفسها عند غلق أو فتح الدائرة الكهربية ، أو ينشئ في دوائر التيار المتردد حيث أن التيار يتغير باستمرار مع الزمن .

تعريف الحث الكهرومغناطيسي الذاتي :
هو تولد قوة محركة كهربائية تأثيرية في ملف عند تغير شدة التيار في الدائرة .

وذلك بسبب أن تغيّر شدة التيار يُحدث تغيّر في التدفق المغناطيسي المحيط بالدائرة ، ثم وكما قال فاراداي: أنه عندما يتغير تدفق المجال المغناطيسي خلال دائرة كهربائية تتولد فيها قوة محركة كهربائية تأثيرية يتناسب مقدارها مع معدل تغيّر التدفق بالنسبة للزمن .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Self_Inductance.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...Inductance.swf

من قانون فاراداي نستطيع إيجاد صيغة رياضية للتعبير عن الحث الذاتي ، حيث أن التدفق المغناطيسي يتناسب مع المجال المغناطيسي و المجال المغناطيسي يتناسب مع التيار في الدائرة لذا فإن القوة الدافعة الكهربية للحث الذاتي تتناسب مع التغير في التيار الكهربي.
وهذا ما يفسر فيزيائياَ تولد شرارة ضوئية عند نزع فيش الكهرباء أو تثبيتها وكذلك إضاءة المصابيح أو إطفاءها :
حيث أنه عند فتح أو إغلاق الدائرة الكهربية يحدث تغير في التدفق المغناطيسي المحيط بالدائرة الكهربية نتيجة تغير شدة التيار المارة . فينشأ عن ذلك تيار تأثيري في نفس الدائرة الكهربية ويكون اتجاه التيار المتولد معاكساَ لاتجاه التيار الأصلي . مما يؤدى إلى تولد الشرارة التي نشاهدها ، وهذا ما نسميه بالحث الكهرومغناطيسي الذاتي .

Δ تد = ثا Δ ت ( وبالقسمة على Δ ز )
Δ تد / Δ ز = ثا Δ ت / Δ ز
قم = ثا Δ ت / Δ ز

- قم = ذ Δ ت / Δ ز

حيث:
قم : القوة المحركة التأثيرية الذاتية ( فولت )
(ذ) ثابت يسمى معامل الحث الذاتي للملف ويقاس بوحدة تسمى (هنري ) وتعتمد
Δ ت = ت2 – ت1 ، التغير في شدة التيار الكهربائي ( أمبير ) .
Δ ز زمن التغير في شدة التيار .

معامل الحث الذاتي للملف :
مقدار القوة المحركة الكهربائية التأثيرية الذاتية المتولدة في الملف أثناء تغير مقداره بمعدل أمبير واحد لكل ثانية .
أو
النسبة بين القوة المحركة الكهربائية التأثيرية الذاتية المتولدة في الملف ومعدل تغير شدة التيار المار بالملف .

الهنري :
هو معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة محركة كهربائية تاثيرية ذاتية مقدارها فولت واحد عندما يكون معدل تغير شدة التيار المار به امبير واحد لكل ثانية .

العوامل المؤثرة على معامل الحث الذاتي
قيمته على خصائص الملف من حيث الطول وعدد اللفات ومساحة المقطع ونوع الوسط .

ذ = μ × ن2 × س / ل
μ : النفاذية ، ن : عدد اللفات ، س : مساحة المقطع ، ل: طول الملف


الحث المتبادل :

هو تولد قوة محركة كهربائية تأثيرية في ملف أثناء تغيير شدة التيار لملف آخر مجاور له .

في الرابط التالي مقطعيّ فيديو للحث الذاتي :

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...Inductance.rar

[ناصر اللحياني]

المولد الكهربائي

الغرض منه
تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية بناء على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo7.swf]WIDTH=300 HEIGHT=250[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo7.swf

تركيبه :

1 - ملف نحاس ملفوف حول قلب من الحديد المطاوع قابل للدوران حول محور .
2 - مغناطيس قوي على شكل حرف U يدور الملف بين قطبيه .
3 – فحمتان ( فرشتان ) لنقل التيار إلى الدائرة الخارجية .

مبدأ عمله :

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo2.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo2.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo1.swf

عند دوران الملف بتأثير قوة خارجية يتغير التدفق عبر الملف بسبب تغير الزاوية بين اتجاه حم ومستوى الملف , فينشأ عن ذلك تولد تيار تأثيري في الملف يمر عبر الفرشاتين إلى الدائرة الخارجية , ويتميز هذا التيار بأنه متغير القيمة ثابتة الاتجاه DC ,

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo6.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo6.swf

وليصبح التيار ثابت القيمة ، يتم زيادة عدد الملفات ليصل عددها إلى 10 ملفات أو أكثر ملفوفة حول قلب واحد من الفولاذ وبين كل ملف وآخر زاوية صغيرة .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo4.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo4.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo5.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo5.swf

ملاحظة :
يعتبر المولد جهاز عكوس , أي أننا لو زودناه بالتيار الكهربائي ( الطاقة الكهربائية ) من مصدر خارجي فسوف يدور ملف المولد ( ينتج طاقة حركية ) وفي هذه الحالة نسميه المحرك الكهربائي .

ومن الأمثلة على المحركات : المروحة , مضخة الماء الكهربائية , الخلاط .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo3.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo3.swf

مقاطع فيديو أكثر من رائعة للمولد الكهربائي ( كيف مقاطع تصنع مولدا كهربائيا بأدوات متوفرة ؟ )

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Dynamo.rar

[ناصر اللحياني]

المحرك الكهربائي

الغرض منه

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Motor1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Motor1.swf

تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية


تركيبه

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Motor2.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Motor2.swf

يشبه تركيب مولد التيار المستمر حيث يتركب من

1. مغناطيس قوي على شكل حذاء الفرس قطباه متقابلان
2. ملف مستطيل الشكل من سلك نحاسي معزول وعدد لفاته كبير ملفوف طوليا حول قلب اسطواني من الحديد المطاوع مكون أقراص رقيقة معزولة للحد من التيارات الدوامية وبحيث يكون الملف والقلب الحديدي قابلان للدوران بين قطبي المغناطيس
3. اسطوانة نحاسية مشقوقة الى نصفين بينهما مادة عازلة ويتصلان بطرفي الملف ويدوران مع الملف ويجب أن يكون المستوى المار بالشق الفاصل لنصفي الاسطوانة عموديا على مستوى الملف
4. فرشتان من الكربون أو المعدن ثابتتان وتلامسان نصفي الاسطوانة أثناء دورانهما وتتصلان بقطبي البطارية

نظرية عمله

إذا مر تيار في كهربائي في سلك متقاطع مع مجال مغناطيسي فان السلك يتأثر بقوة تعمل على تحريكه في اتجاه عمودي على كل من اتجاه المجال واتجاه التيار أو إذا مر تيار في ملف على شكل مستطيل متقاطع مع مجال مغناطيسي فان الملف يتأثر بعزم ازدواج يعمل على دورانه حول محوره .

مقاطع فيديو رائعة جدا ، ومن ضمنها ( كيف مقاطع تصنع محركا كهربائيا بأدوات متوفرة ؟ )

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Motor.rar

[ناصر اللحياني]

المحول الكهربائي

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer1.swf

المحول هو أداة لنقل القدرة الكهربائية بين دائرتين تعملان على جهدين مختلفين أي أن الغرض من استخدام المحول هو تغيير قيمة فرق الجهد .

أنواع المحولات الكهربائية :

محولا رافع للجهد : يستخدم لرفع جهد المصدر الكهربائي ويكون فيه عدد لفات الملف الثانوي أكبر من الابتدائي
محولا خافض للجهد : يستخدم لخفض جهد المصدر الكهربائي ويكون فيه عدد لفات الملف الابتدائي أكبر من الثانوي

تركيب المحول :
1 - ملف ابتدائي يوصل بمصدر الكهرباء .
2 - ملف الثانوي يوصل بالحمل ( الجهاز الكهربائي ) ,
3 - قلب مكون من شرائح الفولاذ ، و يكون الملف الثانوي في جانب والملف الابتدائي في الجانب الآخر .

ملاحظة :
لا يوجد اتصال مباشر بين الملفين و أنما يكتسب الملف الثانوي جهده بواسطة الحث الكهرومغناطيسي الناتج من الملف الابتدائي حسب قانون فاراداي .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer3.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer3.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer4.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer4.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer5.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer5.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer6.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer6.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer7.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer7.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer8.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer8.swf


[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer10.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nsformer10.swf

طريقة عمل المحول :
عند توصيل الملف الابتدائي بمصدر للتيار المتردد ( المتناوب ) ينشأ عن تغير ( تردد ) التيار مجال مغناطيسي متغير وهذا ينشأ عنه قوة محركة كهربائية في الملف الثانوي حسب قانون فاراداي ، ويعتمد مقدار فرق الجهد المتولد في الملف الثانوي ( جـ 2 ) على مقدار فرق الجهد المؤثر في الملف الإبتدائي (جـ1) وعلى عدد لفات الملف الثانوي (ن2) وعدد لفات الابتدائي (ن1) حسب العلاقة :

جـ1 / ن1 = جـ2 / ن2

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer2.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer2.swf

وعادة ترتفع درجة حرارة المحول بسبب مقاومة أسلاك ملفاته , بسبب التيارات المتولدة في القلب الحديدي , ولهذا فإن المحولات الضخمة تغمر في زيت خاص يدار بواسطة مضخة من أجل تبريد الملفات .


مقاطع فيديو :

http://www.phys4arab.net/uploood/naser/transformer.rar

[العالمه]

وايضا ما علاقة هذان الجهازان في الواقع ... اي ماهي الفائده منهم؟؟