أوراق مراجعة وحدة الحث الكهرومغناطيسي فيزياء الصف 12 المتقدم

أوراق مراجعة وحدة الحث الكهرومغناطيسي فيزياء الصف 12 المتقدم

1- العلم الذي يهتم بدراسة العلاقات بين الكائنات الحية والبيئة 

الأحياء              البيئة                   وظائف الأعضاء             النظام البيئي 

2-الأشياء الحية في أي نظام بيئي 

عامل حيوي                  عامل غير حيوي                  عامل بيئي 

3-المكونات الغير الحية في أي نظام بيئي 

عوامل غير حية                    عوامل حية                   عوامل بيئية 

4-ليس عاملاً حيوياً 

الحرارة                                  عدد الحيوانات                 حجم الجماعة 

5- ليس عاملاً غير حيوياً 

الحرارة                                الحموضة                  حجم الجماعة         نسبة الأكسجين 

6-تعتمد الكائنات الحية في حيائها وبقائها على قيد الحياه على :

العوامل الحيوية                  العوامل غير الحيوية           العوامل الحيوية وغير الحيوية معاً 

7- أي جزء من الكرة الأرضية يدعم الحياة لكائن حي 

النظام البيئي             الأقليم الأحيائي            الغلاف الحيوي          المجتمع الأحيائي 

4.1 : تجارب فارادای

نبذة تاريخية : اكتشف أورستد أن التيار الكهربائي يولد مجالا مغناطيسيا .

توصل فاراداي من خلال تجارية والتي استمرت لمدة 10 سنوات أنه يمكن توليد تيار كهربائي عن طريق تحريك سلك في مجال مغناطيسي .

توصل العالم متري في نفس العام إلى أن تغير المجال المغناطيسي يمكن أن يولد تيار كهربائي 

تجربة استهلالية تجربة فاراداي : 

وضع فاراداي جزءا من سلك حلقة لدائرة مغلفة داخل مجال مغناطيسي كما بالشكل ، درس تأثير حركة السلك في اتجاهات مختلفة على توليد نيارحني في الدائرة الكهربائية

الملاحظات

1 لا يتولد تيار كهربائي عندما يكون السلك ساكنا أو متحركا بموازاة المجال المغناطيسي

2 يتولد تیار في السلك في اتجاه معين عند تحريك السلك لأعالي داخل المجال المغناطيسي .

3 ينعكس اتجاه التيار في السلك عند تحريكه في الاتجاه المعاكس ( الأسفل) . 

الاستنتاج : 

لا يتولد تیار في السلك إلا إذا قطع السلك خطوط المجال المغناطيسي في أثناء حركته أي أن الحركة النسبية بين السلك والمجال المغناطيسي هي التي تولد تيار كهربائيةا ( الحث الكهرومغناطيسي)

الحث الكهرومغناطيسي : 

هو الحصول على تيار كهربائي في دائرة مغلقة بسبب حركتها النسبية في مجال مغناطيسي . 

القوة المحركة المستحثة : هي فرق الجهد المتولد نتيجة تغيير التدفق المغناطيسي فها مع الزمن . 

التيار المستحث: هو التيار الكهربائي المتولد في دائرة مغلقة بسبب حركتها النسبية في مجال مغناطيسي

* لكي نفهم جيدا تجارب فاراداي نستخدم حلقة سلكية متصلة بأميتر ونضع بالقرب من الحلقة مغناطيس دائم على مسافة ما من الحلقة . ونلاحظ الأتي : 

1 – عندما يكون المغناطيس ثابتة لا يتدفق تیار في الحلقة بسبب ثبات التدفق المغناطيسي

2 – عند تحريك المغناطيس باتجاه الحلقة ( تقريب ) سيتدفق تیار في اتجاه عكس عقارب الساعة كما في الشكل (a) تیار موجب. 

3 – إذا تم عکس قطبي المغناطيس وتحرك المغناطيس باتجاه الحلقة (تقريب) سيتدفق تیار في نفس اتجاه عقارب الساعة كما في الشكل (b) تیار سالب. 

4 – إذا تم تحريك المغناطيس بشكل أسرع فسيستحث تیارأكبر في الحلقة . 

5 – العكس صحيح إذا تم تحريك المغناطيس مبتعدا عن الحلقة .

ملاحظات هامة :

1 – إذا تولد تیار مستحث بالحلقة عكس عقارب الساعة (تيار موجب ) ويتكون قطب شمالي خاص بالحلقة.

2 – إذا تولد تیار مستحث بالحلقة مع عقارب الساعة (تيار سالب ) ويتكون قطب جنوبي خاص بالحلقة . 

مراجعة المفاهيم 9.1 

تبين الأشكال الأربعة قضيب مغناطيسية ومصباح ضوئية منخفض الجهد متصلا بطرفي حلقة توصيل مستوى الحلقة عمودي على الخط المتقطع كما هو موضح في الشكل في أي من هذه الحالات سيضيء المصباح 

التيارات الدوامية

هي تيارات حثية تتولد عندما تتحرك قطعه فلزية داخل مجال مغناطيسي ثابت أو إذا وضعت القطعة داخل مجال مغناطيسي متغیر ( ونسير في مسارات دائرية كالدوامة)

تكون التيارات الدوامية كبيرة كلما كان مساحة مقطع القطعة الفلزية كبيرة لأن مقاومتها تكون صغيرة . 

فوائد التيارات الدوامية 

يمكن استغلال الطاقة الحرارية الكبيرة المتولدة عن التيارات الدرامية في صناعة ( أفران الحث ). 

يمكن استغلال التيارات الدوامية في مكابح عجلات القطارات. 

أضرار التيارات الدوامية 

يتحول جزء من الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية وبالتالي قد تنصهر المادة العازلة لأسلاك الملف فتتلامس .

للتقليل من اثر التيارات الدرامية في القالب الحديدي لبعض الأجهزة الكهربائية

أ. يصنع القالب الحديدي على شكل صفائح رفيفة ومعزولة لزيادة مقاومتها فتقل شدة التيارات الدوامية وتقل الطاقة الكهربائية المفقودة على شكل حرارة . 

ب. توضع الصفائح بشكل موازي لخطوط المجال المغناطيسي حتى لا تقطعها فتقل شدة التيارات الدوامية

جهاز كشف الفلزات 

استخداماته :

1 في المطارات للكشف عن المعادن .

2- التحكم في إشارات المرور. 

الظاهرة أو المبدأ الفيزيائي الذي يعتمد عليها:

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي أو الحث النبضي . 

مكوناته : 

1 ملف إرسال  2. ملف استقبال 

فكرة العمل : 

– يتم تمرير تيار متردد في ملف الإرسال الذي ينتج مجالا مغناطيسية متغير (فيم موجبة وسالبة ) فعند زيادة المجال المغناطيسي أو انخفاضه فإنه يستحث تیارا في ملف الاستقبال يميل إلى مقاومة التغير في التدفق المغناطيسي الناتج عن ملف الإرسال.

– يقاس التيار المستحث في ملف الاستقبال عندما لا يوجد إلا الهواء بين الملفين. 

– إذا كان الموصل على شكل جسم فلزي يمريين ملفي الاستقبال والإرسال فسيستحث تیار في الجسم الفلزي على شكل تيارات – دوامية ، تعمل هذه التيارات على مقاومة الزيادة والانخفاض في المجال المغناطيسي المتغير الناتج عن ملف الإرسال . 

– يقوم المجال المتغير في ملف الإرسال بحث تیارت في ملف الاستقبال بميل إلى مقاومة الزيادة في التيار المار في الفلز. 

– التيار المقيس في ملف الاستقبال سيكون اقل عند وجود اي جسم فلزي بين الملفين .

التيار المستحث بين حلقتين :

الحلقة الأولى: يمر بها تيار كهربائي أصلي

1 عند مرور تيار بالحلقة (1) ينشأ بها مجال مغناطيسي . 

2 بتطبيق قاعدة اليد اليمنى للحلقة يصبح القطب المواجه الحلقة الثانية قطب جنوبي 

3 أثناء زيادة شدة التيار الحلقة (1) تزداد شدة المجال الناشئ عنها وبالتالي يعتبر كأنه مغناطيس يقترب .

4 يتولد تیار مستحث سالب في الحلقة (2)

5 ينشأ بالحلقة (2) مجال مغناطيسي بسبب التيار المستحث. 

6. اتجاه المجال الثاني في الحلقة (2) عكس اتجاه المجال المغناطيسي الناشئ عن الحلقة (1) 

7. القطب المغناطيسي الناشئ عن الحلقة (2) قطب جنوبي ؟.

س١) من خلال الشكل المجاور أجب عما يلي :

حدد على الرسم اتجاه التيار المستحث بالحلقة أثناء تقريب المسافة 

إذا توقفت حركة المغناطيس ماذا يحدث للتيار المستحث 

س 2) من خلال الشكل المجاور أجب عما يلي :

حدد على الشكل اتجاه التيار الكهربائي في كل من الحلقتين 

ماذا يحدث لقراءة الأميتر بعد فترة زمنية من غلق الدائرة . فسر

الحلقة الثانية: يتولد بها تيار كهربائي مستحث

1- عند مرور تیار بالحلقة (1) ينشأ بها مجال مغناطيسي 

2. بتطبيق قاعدة اليد اليمني للحلقة يصبح القطب المواجه الحلقة الثانية قطب جنوبي .

3- أثناء نقصان شدة التيار بالحلقة (1) يقل شدة المجال الناشئ عنها وبالتالي يعتبر كأنه مغناطيس يبتعد 

4. يتولد تیار مستحث موجب في الحلقة (2). 

5- ينشأ بالحلقة (2) مجال مغناطيسي بسبب التيار المستحث. 

6- اتجاه المجال الناشئ في الحلقة (2) مع اتجاه المجال. المغناطيسي الناشئ عن الحلقة (1).

7- القطب المغناطيسي الناشئ عن الحلقة (2) قطب شمالي N