Electromagnetism PDF
Document Details
Uploaded by BlissfulCyan
null
Tags
Summary
This document explores the concept of electromagnetic induction and discusses the principles behind generators and motors. It includes examples and exercises to test knowledge on the topic. It's suitable for secondary school students studying physics.
Full Transcript
3 الكهرطيسي ال ّتحريض ّ اﻫﺪاف: الكهرطيسي. يتع ّرف مفهوم التّحريضّ نص قانون فاراداي. يستنتج ّالكهربائي. يتع ّرف مبدأ المولّدّ اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ: 24 الكهرطيسي. المغناطيسي -التّحريض التد ّفق ّ ّ الكهربائــي فــي المنــازل أو المصانــع...
3 الكهرطيسي ال ّتحريض ّ اﻫﺪاف: الكهرطيسي. يتع ّرف مفهوم التّحريضّ نص قانون فاراداي. يستنتج ّالكهربائي. يتع ّرف مبدأ المولّدّ اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ: 24 الكهرطيسي. المغناطيسي -التّحريض التد ّفق ّ ّ الكهربائــي فــي المنــازل أو المصانــع ،أو كثيــر ًا مــا تُســتخدم المولّــدات الكهربائيــة لتوليــد الت ّيــار ّ المــزارع. الكهربائي في هذه المولدات؟ ما طريقة توليد الت ّيار ّ المغناطيسي: التد ّفق ّ ﺍﻟﻤﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﺍﻟﺘﺪﻓ ّﻖ ّ ﺍﻟﺸﻜﻞ )(١ ﺍﻟﺸﻜﻞ )(٢ وأجيب: أتأمل ُ ّ سمي األدوات الموجودة في النّشاط. السابقين ،وأ ُ ّ •أنظر إلى ال ّشكلين ّ •ما الذي يجتازسطح الوشيعة في ال ّشكلين السابقين؟ •أقارن بين عدد الخطوط التي حلقات الوشيعة في كل من الحالتين. أﺳﺘﻨﺘﺞ: المغناطيسي التي تجتاز سطحاً ما. المغناطيسي يعبّر عن عدد خطوط الحقل •التدفّق ّ ّ الكهرطيسي: قانون فاراداي في ال ّتحريض ّ أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ: أدوات التجربة: حساس (غلفاني) صفره في الوسط -مغناطيس وشيعة -مقياس أمبير ّ مستقيم -أسالك توصيل. خطوات العمل: مايكل فارادي 1أغلق دارة الوشيعة بوصلها بمقياس األمبير .ما داللة المقياس؟ أفسر ذلك. أقرب المغناطيس من أحد وجهي الوشيعة .ماذا أالحظ؟ ّ ّ 2 1791 - 1867 25 3أُبعد المغناطيس من أحد وجهي الوشيعة .ماذا أالحظ؟ أفسر ذلك. 4أثبت المغناطيس داخل الوشيعة .ماذا أالحظ؟ ّ السابقة. المحرض 5أبيّن والمتحرض في التّجربة ّ ّ ّ أﺳﺘﻨﺘﺞ: مما يد ّل على مرور تيّار •عند تقريب المغناطيس من أحد وجهي الوشيعة تنحرف إبرة المقياس ّ كهربائي. ّ مما المعاكس االتجاه في المقياس إبرة تنحرف الوشيعة وجهي أحد عن المغناطيس تبعيد •عند ّ السابق. كهربائي جهته ت ُعاكس جهة التّيّار يد ّل على مرور تيار الكهربائي ّ ّ ّ كهربائي. يمر تيّار •عند تثبيت المغناطيس داخل الوشيعة ال تنحرف إبرة المقياس ،أي ال ّ ّ بالمتحرض. وأسمي الوشيعة بالمحرض، أسمي المغناطيس ّ • ّ ّ ّ نتيجة: الكهرطيسي. المغناطيسي ظاهرة التّحريض كهربائي بتغيّر التدفّق ُسمى حادثة توليد تيّار •ت ّ ّ ّ ّ المغناطيسي الذي يجتازها، متحرض في دارة مغلقة إذا تغيّر التدفّق اركهربائي •قانون فاراداي :يتولّد تي ّ ّ ّ ّ المغناطيسي مستمراً. الكهربائي مادام تغيّر التدفّق ويدوم هذا التيّار ّ ّ قانون لنز: أﺟﺮب وأﺳﺘﻨﺘﺞ: أدوات التجربة: وشيعة -أسالك -مغناطيس مستقيم -خيط تعليق. خطوات التجربة: 26 2 3 4 5 شاقولي لتتوازن أفقيّاً. 1أغلق دارة الوشيعة ،وأعلّقها بخيط ّ أفسر ذلك. مالي للمغناطيس من أحد وجهي الوشيعة ،ماذا أالحظ؟ ّ ّ أقرب القطب ال ّش ّ ُِ أفسر ذلك. مالي للمغناطيس من أحد وجهي الوشيعة ،ماذا أالحظ؟ ّ أبعد القطب ال ّش ّ أفسر ذلك. أقرب القطب الجنوبي للمغناطيس من أحد وجهي الوشيعة ،ماذا أالحظ؟ ّ ّ ّ أفسر ذلك. أ ُ ِبعد القطب الجنوبي للمغناطيس من أحد وجهي الوشيعة ،ماذا أالحظ؟ ّ ّ V ﺗﻘﺮﻳﺐ ﺗﺒﻌﻴﺪ V ﺗﻘﺮﻳﺐ V V ﺗﺒﻌﻴﺪ المغناطيسي للوشيعة المقابل للمغناطيس في ال ّشكل 6أحدّد نوع الوجه ّ 1 المغناطيسي للوشيعة المقابل للمغناطيس في ال ّشكل 7أحدّد نوع الوجه ّ شكل 3 8أحدّد نوع الوجه المغناطيسي للوشيعة المقابل للمغناطيس في ال ّ ّ 9أحدّد نوع الوجه شكل 4 المغناطيسي للوشيعة المقابل للمغناطيس في ال ّ ّ 2 أﺳﺘﻨﺘﺞ: السبب الكهربائي •قانون لنز :تكون جهة التيّار المتحرض بحي ُ ث يولّد أفعاال ً مغناطيسيّة ت ُعاكس ّ ّ ّ الذي أدّى إلى حدوثه. تياركهربائي -مغناطيساً مستقيماً يكون أحد وجهيها قطباً يمر فيها •تصبح الوشيعة -التي ّ ّ شماليّاً واآلخر قطباً جنوبيّاً. ﺗﻔﻜﻴﺮ ﻧﺎﻗﺪ: يمر تيّار كهربائي في وشيعتين متقابلتين ،بيّن متى تتنافر الوشيعتان ومتى تتجاذبان؟ ّ 27 الكهربائي: المولّد ّ تطورا ً حضاريّاً كبيراً. أحدثت صناعة المولّدات الكهربائيّة التي تعتمد على حادثة التّحريض الكهرطيسي ّ ّ أتأمّل الشّكل المجاور ،ثم أجيب: يتكون منها المولّد •أعدّد األجزاء التي ّ الكهربائي: ّ 1. 2. ﻗﻄﺐ ﺷامﱄ الكهربائي: •مبدأ عمل المولّد ّ المغناطيسي، الملف ضمن الحقل عندما يدور ّ ّ الذي يتغيّر يجتازه .فيتولّد في المولّد. إلى طاقة •المولّد يعمل على تحويل الطّاقة ﻗﻄﺐ ﺟﻨﻮيب ﻣﻠﻒ . ﺗﻌﻠﻤﺖ: ُ الكهرطيسي. المغناطيسي ظاهرة التّحريض كهربائي بتغيّر التّدفّق تسمى حادثة توليد تيّار • ّ ّ ّ ّ المغناطيسي الذي متحرض في دارة مغلقة إذا تغيّر التدفّق تياركهربائي •قانون فاراداي :يتولّد ّ ّ ّ مستمراً. المغناطيسي الكهربائي مادام تغيّر التدفّق يجتازها ،ويدوم هذا التيّار ّ ّ ّ ث يولّد أفعاال ً مغناطيسيّة ت ُعاكس الكهربائي •قانون لنز :تكون جهة التيّار المتحرض بحي ّ ّ ّ السبب الذي أدّى إلى حدوثه. ّ اركهربائي مغناطيساً مستقيماً يكون أحد وجهيها قطباً شماليّاً يمر فيها تي ّ •تكافىء الوشيعة التي ّ ّ واآلخر قطباً جنوبيّاً ُ ّ ّ تتحول الطاقة الحركيّة إلى طاقة كهربائيّة. •في المولد ّ قض ّية للبحث: ّ الكهرطيسي ،أحدهما يعمل كهربائيين يعتمدان على حادثة التّ حريض مولدين قارن بين ّ ّ ُ حيث (الرياح أوالمياه الجارية) من بالطاقة المتجددة ّ ّ ي (نفط) وآخر يعمل ّ بالوقود اإلحفور ّ 28 كل منهما على البيئة. االقتصادية وتأثير ّ الكُلفة ّ أﺧﺘﺒﺮ ﻧﻔﺴﻲ: السؤال األول: الصحيحة وإشارة ✗ أمام العبارات المغلوطة وصوبها: ضع إشارة ✓ أمام العبارات ّ الكهربائي الذي يجتازها. متحرض في دارة مغلقة إذا تغيّر التدفّق كهربائي 1.يتولّد تيّار ّ ّ ّ 2.يقوم المولّد بتحويل الطّاقة الكهربائيّة إلى طاقة حركيّة. وجه الوشيعة المقابل للمغناطيس الشمالي لمغناطيس من وشيعة يصبح 3.عند تقريب القطب ُ ّ شماليّاً . ث دائري في حقل ملف متحرض عند تحريك كهربائي 4.يتولّد تيّار مغناطيسي منتظم بحي ُ ّ ّ ّ ّ ّ الملف. المغناطيسي توازي سطح تكون خطوط الحقل ّ ّ السؤال الثاني: الصحيحة لك ّل ممّا يأتي: اختر اإلجابة ّ المغناطيسي أعظمياً في وشيعةإذا كانت: 1.يكون التدفّق ّ المغناطيسي تعامد وجه الوشيعة. .aخطوط الحقل ّ المغناطيسي توازي وجه الوشيعة. .bخطوط الحقل ّ المغناطيسي تصنع زاوية منفرجة مع وجه الوشيعة. .cخطوط الحقل ّ المغناطيسي تصنع زاوية حا ّدة مع وجه الوشيعة. .dخطوط الحقل ّ المتحرض بحيث يولّد أفعاال ً مغناطيسيّة. الكهربائي 2.تكون جهة التّيّار ّ ّ المغناطيسي. .aتوافق السبب الذي أ ّدى إلى نشوء الحقل ّ الكهربائي. .bتعاكس السبب الذي أ ّدى إلى حدوث الكمون ّ الكهربائي. .cتعاكس السبب الذي أ ّدى إلى حدوث ال ّت ّيار ّ الكهربائي. .dتوافق السبب الذي أ ّدى إلى حدوث ال ّت ّيار ّ 3.يقوم المولّد بتحويل الطّاقة الحركيّة إلى: .bكهربائ ّية. .aحرار ّية .cنوو ّية. .dمغناطيس ّية. متحرض في دارة مغلقة إذا: 4.يتولّد تيّار ّ المغناطيسي الذي يجتاز سطحها فقط. .aازداد التّد ّفق ّ المغناطيسي الذي يجتاز سطحها فقط. .bتناقص التّد ّفق ّ المغناطيسي الذي يجتاز سطحها. .cتغ ّير التد ّفق ّ .dتغ ّير الت ّيار المتح ّرض نفسه. 29 السؤال األول: أسئلة وحدة المغناطيس ّية ضع إشارة ✓ أمام العبارات الصحيحة إشارة ✗ أمام العبارة المغلوطة: المغناطيسي المتولّد عنه. كهربائي زادت شدّة الحقل يمر فيه تيّار 1.كلّما اقتربنا من سلك ّ ّ ّ بالسلك الخاضع للحقل الكهربائي القوة الكهرطيسية تتناسب طردا ً مع شدّة التياّر المار ّ ّ 2.شدّة ّ ّ المغناطيسي فقط. ّ ّ بقوة آخر كهربائي ار تي فيه ويمر يوازيه بسلك ر ث يؤ أن كهربائي ار تي فيه يمر لسلك 3.يمكن ّ ّ ّ ّ ّ ّ ّ كهرطيسيّة. يمر فيه القوة الكهرطيسيّة عُظمى عندما يَتوازى الحقل 4.تكون شدّة ّ المغناطيسي مع السلك الذي ّ ّ كهربائي. تيّار ّ السؤال الثاني: الصحيحة لكل مما يأتي: اختر اإلجابة ّ كهربائي ت ُعطى بالعالقة: يمرفيها تيّار 1.شدّة الحقل المغناطيسي المتولّد في مركز وشيعة ّ ّ ّ N NI B = 4r # 10 -7 l .b B = 2r # 10 -7 l .a .c NI B = r # 10 -7 l .d NI B = 4r # 10 -7 l يحول الطّاقة الميكانيكيّة إلى طاقة: 2.المولّد الكهربائي ّ ّ .cكهربائ ّية .bكامنة .aحرك ّية .dمغناطيس ّية المحرك الكهربائي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة: 3. ّ .cكهربائ ّية .bكامنة .aحرك ّية .dمغناطيس ّية المغناطيسي في دارة مغلقة ت َولّد فيها: 4.إذا تغيّر التدفّق ّ كهربائي مح ّرض. .bت ّيار كهربائي متح ّرض. .aت ّيار ّ ّ .dطاقة نوو ّية. .cطاقة حرك ّية. 5.عند تقريب القطب الجنوبي للمغناطيس من وشيعة يُصبح وجه الوشيعة المقابل للمغناطيس: .dسالب .cموجب جنوبي .b شمالي .a ّ ّ كهربائي ت ُعطى بالعالقة: يمرفيه تيّار ملف 6.شدّة الحقل المتولّد في مركز ّ ّ دائري ّ ّ NI NI B = 4r # 10 -7 r .b B = 2r # 10 -7 r .a 30 .c NI B = 2 # 10 -7 r .d NI B = r # 10 -7 r السؤال الثالث: ث: المحرك والمول ّد قارن بين الكهربائي من حي ُ ّ ّ المو ّلد المحرك ّ ّ الطاقة المق ّدمة الطاقة المأخوذة األجزاء التي يتألف منها السؤال الرابع: ح ّل المسائل اآلتية: المسألة األولى: يمر فيه تيّار كهربائي شدّته ، 3Aوالمطلوب حساب: سلك مستقيم ّ ّ المغناطيسي المتولّد في نقطة تبعد عن السلك مسافة . 2cm 1.شدّة الحقل ّ المغناطيسي فيها تساوي . 10 T السلك ،شدّة الحقل 2.بُعد نقطة عن ّ ّ المسألة الثانية: -5 الوسطي ، 10cmوعدد ل ّفاته دائري نصف قطره ملف ّ ّ ّ ّ الملف. مركز في د ل المتو المغناطيسي الحقل ّة د ش احسب ّ ّ المسألة الثالثة: 50 وشيعة طول سلكها والمطلوب: 1.احسب عدد ل ّفات الوشيعة. المغناطيسي المتولّد في مركز الوشيعة. 2.احسب شدّة الحقل ّ مرات ،ماقيمة شدّة التيّار الالزمة لذلك؟ 3.إذا أردنا مضاعفة شدّة الحقل المغناطيسي ثالث ّ ّ 100rm ونصف قطرها يمر فيه تيّار شدّته ، 5Aوالمطلوب: لفةّ ، 10cm كهربائي شدته يمر فيها تيّار وطولها ّ ، 20cm ّ 10A الرابعة: المسألة ّ ويمر فيها تيّار السكتين، 4cm - الساق المعدنيّة -المتو ّ ضعة على ّ في تجرية الس ّكتين األفقيّتين ،طول ّ ّ وتتعرض بأكملها لحقل كهربائي ،شدّته ، 8A الساق ،والمطلوب: مغناطيسي منتظم شدّته 0.2Tيُعامد ّ ّ ّ ّ ّ الساق. على دة ل المتو ة الكهرطيسي ة القو ّة د ش احسب 1. ّ ّ ّ المتحركة. الساق الساق مسافة قدرها 8cmخالل ، 2sاحسب العمل الذي تنجزه ّ 2.إذا انتقلت ّ ّ المتحركة. للساق 3.احسب االستطاعة الميكانيكيّة ّ ّ 31