ميسر الوحدة الثانية الكهرباء والمغناطيسية 2022 PDF

‫سر في الفيزياء‬‫ال ُمي َّ‬ ‫الصف‪ :‬الثاني عشر‬ ‫الوحدة الثانية‬ ‫( الكهرباء والمغناطيسية)‬ ‫الفصل الدراسي الثاني‬ ‫‪2022-2021‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫إعداد‪ :‬محمد سعيد السكاف‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) ا...

‫سر في الفيزياء‬‫ال ُمي َّ‬ ‫الصف‪ :‬الثاني عشر‬ ‫الوحدة الثانية‬ ‫( الكهرباء والمغناطيسية)‬ ‫الفصل الدراسي الثاني‬ ‫‪2022-2021‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫إعداد‪ :‬محمد سعيد السكاف‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫لقد عرف العلماء التيار الكهربائي بأنه عبارة عن سيل من الشحنات الكهربائية المتحركة‬ ‫كيف نستطيع توليد التيار الكهربائي ( المستمر )‬ ‫س هل يمكن توليد التيار الكهربائي بدون وجود تفاعالت كيميائية؟‬ ‫س‪ -‬مرور تيار كهرائي في سلك ماذا يولد حوله‪:‬‬ ‫ما الذي تمكن العالمان فأراداي وهنري كال على حدا أن يبرهناه بالتجربة‪:‬‬ ‫إن إمكانية توليد تيار كهربائي من المجال المغنطيسي يعرف ب ‪........................‬‬ ‫مالحظة ‪ :‬توليد التيار الحثي هو المبدأ األساسي في تحويل الطاقة الميكانيكية مباشرة إلى طاقة كهربائية في مولدات‬ ‫الطاقة الكهربائية‬ ‫سؤال ‪ :‬عدد التطبيقات العملية لتحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫سؤال ‪ :‬مرور تيار كهربائي في سلك يولد مجاال مغناطيسيا فهل المجال المغناطيسي قادر على توليد تيار كهربائي ؟‬ ‫مالحظة ‪ :‬أهم اكتشاف هو أنه المجال المغناطيسي قادر على إنتاج مجال كهربائي يؤدي إلى وليد التيار الكهربائي‬ ‫يعرف بالتيار الحثي‬ ‫مالحظة ‪ :‬قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي يربط بين المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي الناتج عنه‬ ‫هل استطاع قانون فاراداي أن يشرح سبب تولد التيار الكهربائي والقوة الدافعة ؟‬ ‫مالحظات‬ ‫‪ -1‬قانون فاراداي لم يشرررح سرربب تولد كل من التيار الكهربائي والقوة الدافعة الكهربائية انما قدم تصررورا لفهم مبدا‬ ‫الحث الكهرومغناطيسي‬ ‫‪ -2‬حساب مقدار التدفق يجعل قانون فاراداي قابال للتطبيق‬ ‫‪1‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪.1‬التدفق المغناطيسي‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫التدفق المغناطيسي ‪:‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫يمثل عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق سطحا ما مساحته ‪ A‬بشكل عمودي‬ ‫𝐵‬ ‫𝜃 ‪ሬԦ. 𝐴Ԧ = 𝐵𝐴 cos‬‬ ‫𝐵=∅‬ ‫علل التدفق يعتبر كمية عددية ‪:‬‬ ‫اذكر وحدة قياس التدفق في النظام الدولي للوحدات وماذا تكافئ‬ ‫𝜃 ‪∅ = 𝐵𝐴 cos‬‬ ‫عدد العوامل التي تتوقف عليها التدفق المغناطيسي الذي يجتاز سطح ما‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫ارسم الخطوط والمنحنيات البيانية بين التدفق المغناطيسي وكال مما يلي‬ ‫𝛷‬ ‫𝛷‬ ‫𝛷‬ ‫𝛷‬ ‫𝜃 ‪cos‬‬ ‫𝜃‬ ‫𝐵‬ ‫𝐴‬ ‫جيب تمام الزاوية بين المجال‬ ‫الزاوية بين المجال المغناطيسي‬ ‫والمجال المغناطيسي‬ ‫ومساحة السطح‬ ‫المغناطيسي ومتجه مساحة‬ ‫ومتجه مساحة السطح بثبات‬ ‫بثبات باقي العوامل‬ ‫بثبات باقي العوامل‬ ‫السطح بثبات باقي العوامل‬ ‫باقي العوامل‬ ‫‪2‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫تمرين ‪ :‬من خالل الشكل المجاور احسب عدد خطوط المجال المغناطيسي‬ ‫= ‪𝐴2‬‬ ‫= ‪, 𝐴1‬‬ ‫الذي يجتاز كال من السطحين‬ ‫إذا علمت أن ‪𝐴1 = (1)𝑚2‬‬ ‫ماذا تمثل عدد خطوط المجال المغناطيسي الذي تجتازه‬ ‫شدة المجال المغناطيسي‪:‬عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق وحدة المساحات من السطح بشكل عمودي ‪،‬‬ ‫سؤال ‪ :‬قارن بين التدفق المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي‬ ‫شدة المجال المغناطيسي‬ ‫التدفق‬ ‫من حيث‬ ‫الرمز‬ ‫التعريف‬ ‫نوع الكمية‬ ‫وحدة القياس )‪(SI‬‬ ‫الخطط البياني مع‬ ‫مساحة السطح‬ ‫مالحظة ‪ :‬إذا قال الحلقة أو السطح يميل على المجال المغناطيسي بزاوية ‪ X‬فإن زاوية سقوط المجال على السطح‬ ‫ليست هذه الزاوية بل الزاوية بين متجه مساحة السطح ومتجه المجال المغناطيسي‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ -1‬زاوية السقوط (‪)0‬‬ ‫‪.1‬زاوية السقوط (‪)90‬‬ ‫‪ሬሬԦ , B‬‬ ‫‪ )N‬تساوي (‪)0‬‬ ‫‪ -2‬الزاوية بين (‪ሬԦ‬‬ ‫‪ሬԦ , B‬‬ ‫𝑁) تساوي ‪90‬‬ ‫‪.2‬الزاوية بين (‪ሬԦ‬‬ ‫‪ -3‬السطح عمودي على المجال‬ ‫‪.3‬السطح منطبق على المجال او مواز له‬ ‫𝑥𝑎𝑀 = ∅‬ ‫‪∅=0‬‬ ‫‪3‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫أوجد زاوية سقوط المجال المغناطيسي على السطح ‪:‬‬ ‫مثال (‪ : )1‬لفة دائرية الشكل نصف قطرها ‪ (10) cm‬موضوعة في مجال‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫احسب مقدار التدفق المغناطيسي في حال متجه مساحة‬ ‫مغناطيسي شدته ‪)0.4(T‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫السطح وبحسب االتجاه الموجب االختياري يصنع زاوية (‪ )60°‬مع خط المجال‬ ‫المخترق للسطح كما في الشكل المجاور‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫طلب إضافي ‪ :‬أذا دارت الحلقة وأصبحت عمودية على اتجاه المجال المغناطيسي‬ ‫𝑁‬ ‫احسب التدفق في هذه الحالة ثم احسب تغير التدفق الذي حصل‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫مسأأأ لة )‪ : (1‬وضرررعت حلقة مسررراحتها ( ‪ )4 𝑚2‬ضرررمن مجال مغناطيسررري شررردته‬ ‫( ‪ )4 × 10−2‬تسرررررال والمطلوب ‪:‬أوجرد مقردار التردفق المغنراطيسررررري الرذي يجتراز‬ ‫السطح في الحاالت التالية ‪:‬‬ ‫‪.1‬الحلقة (السطح) تميل على المجال بزاوية (‪)30‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪.2‬المجال المغناطيسي يسقط بزاوية (‪ )15‬على سطح الحلقة‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪.3‬الزاوية بين متجه مساحة السطح والمجال المغناطيسي تساوي (‪)60‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪.4‬المجال المغناطيسي عمودي على السطح ( الحلقة )‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪.5‬المجال المغناطيسي في مستوى الحلقة‬ ‫‪4‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪. 2‬الح الههرومغناطيسي‬ ‫مما سبق وجدنا أنه ‪:‬‬ ‫اكتشف كال من فاراداي وهنري أن التيار الكهربائي يمكن توليده من خالل حركة المغناطيس في ملف أو داخل سلك‬ ‫ملفوف لفة واحدة‬ ‫سؤال ماذا يحدث في الحاالت التالية‬ ‫‪ -1‬عند تحريك المغناطيس في الشكل المجاور داخل الملف اللولبي أو بجواره‬ ‫‪ -2‬عندما يسكن المغناطيس داخل الملف‬ ‫‪ -3‬زيادة سرعة حركة المغناطيسي‬ ‫‪ -4‬زيادة عدد اللفات في الملف اللولبي‬ ‫إذا اعدنا التجربة بتحريك الملف وجعل المغناطيس ساكن‬ ‫ماذا تستنتج ‪:‬‬ ‫علل لماذا تتولد القوة الدافعة الكهربائية 𝜀 التي تنتج تيارا كهربائيا في دائرة مغلقة نتيجة الحركة النسبية بين‬ ‫المغناطيس والملف‬ ‫تعريف الحأ الههرومغنأاطيسأأأأأي ‪ :‬ظراهرة توليرد القوة الردافعرة الكهربرائيرة الحثيرة في موصرررررل نتيجرة تغير التردفق‬ ‫المغناطيسي الذي يجتاز الموصل‬ ‫تمرين ‪ :‬إذا علمت أن قيمة القوة الدافعة الكهربائية المتولدة‬ ‫في الملف األول هي ‪ ε‬وكان االمغناطيسات الثالثة المتماثلة‬ ‫تتحرك بنفس السرعة ومن نفس المكان فإنه يتولد في الملف الثاني‬ ‫قوة دافعة كهربائية مقدارها ‪............‬وفي الملف الثالث‬ ‫يتولد قوة دافعة كهربائية تساوي ‪.................‬‬ ‫‪5‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫نتائج ‪:‬‬ ‫‪ -1‬ان قوة الدافعة الكهربائية الحثية في موصل تنتج نتيجة تغير التدفق المغناطيسي الذي يجتاز موصل‬ ‫‪ -2‬إن مقردار قوة الردفع الكهربرائيرة وشررررردة التيرار في الردائرة المغلقرة تكونران أكبر كلمرا كرانرت حركرة المغنراطيس والملف‬ ‫أسرع‬ ‫‪ -3‬التيار الكهربائي يتوقف تماما لحظة توقف الحركة‬ ‫‪ -4‬كلما ازداد عدد لفات الملف ازداد مقدار القوة الدافعة الكهربائية‬ ‫‪ -5‬تغير اتجاه المغناطيس يغير اتجاه التيار التأثيري‬ ‫𝑁𝛼𝜀‬ ‫𝜙‪Δ‬‬ ‫‪. 3‬قانون فاراداي للح‬ ‫𝑁𝛼𝜀‬ ‫𝜙‪Δ‬‬ ‫𝑡‪Δ‬‬ ‫𝛼𝜀‬ ‫أدرك فاراداي‬ ‫𝑡‪Δ‬‬ ‫❖ أن القوة الدافعة الكهربائية يمكن توليدها نتيجة ‪......................................‬‬ ‫❖ وأن مقدار التدفق المغناطيسي يقدر بعدد خطوط المجال المغناطيسي الذي يمر في لفة أو مساحة محددة‬ ‫نص قانون فارارداي ‪ (( :‬مقدار القوة الدافعة الكهربائية التأثيرية المتولدة في ملف تتناسب طرديا مع حاصل ضرب‬ ‫عدد اللفات ومعدل التغير في التدفق المغناطيسي الذي يجتاز هذه اللفات ))‬ ‫لقد اكتشف العالم لنزمن خالل التجارب‬ ‫‪6‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫سررؤال‪ :‬حدد نوع القطب المغناطيسرري المتشرركل عند وجه الملف المقابل لقطب المغناطيسرري المتحرك حسررب األشرركال‬ ‫التالية ‪:‬‬ ‫ينص قانون لنز على أن‬ ‫(( التيرار الكهربرائي الترأثيري المتولرد في ملف يسرررررري براتجراه بحيرث يولرد مجراال مغنراطيسرررريرا يعراكس التغير في التردفق‬ ‫المغناطيسي ))‬ ‫ومنه نستنتج أن ‪ :‬القوة الدافعة الكهربائية الحثية تنشأ بحيث تقاوم التغير في التدفق المسبب في توليده‬ ‫علل لما يأتي تعليال علميا سليما‬ ‫‪ -1‬عند دفع القطب الجنوبي ( ‪ )S‬لمغناطيس داخل ملف يتولد في الملف تيارا حثيا يجعل من سرررطح الملف المقابل‬ ‫للمغناطيس قطبا جنوبيا ‪.‬‬ ‫‪ -2‬نجرد صرررررعوبرة عنرد تقريرب قطرب مغنراطيس من وجره ملف عردد لفراتره كبيرة‬ ‫يتصل طرفاه مع دائرة مغلقة ‪.‬‬ ‫قارن بين تقريب وإبعاد القطب الشمالي للمغناطيس من الملف والمطلوب أيضا تحديد اتجاه التيار على الشكل ‪:‬‬ ‫نوع القطب المتشكل عند‬ ‫وجه الملف المقابل‬ ‫للمغناطيس‬ ‫اتجاه التيار خارج الملف‬ ‫‪7‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫ماذا يحدث عند تبعيد قطب شمالي عن الملف المقابل مع ذكر التعليل ‪:‬‬ ‫المشاهدة ‪:‬‬ ‫التعليل ‪:‬‬ ‫ارسم اتجاه التيار الت ثيري المتولد في الحاالت التالية ‪:‬‬ ‫عردد العوامرل التي يتوقف عليهرا اتجراه التيرار الترأثيري المتولرد في ملف ضرررررمن دائرة مغلرة عنرد تحريرك الملف داخرل أو‬ ‫بجوار الملف‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫قانون فاراداي بعد التوافق مع قاعدة لنز‬ ‫إن القوة الدافعة الكهربائية المتولدة في موصل تساوي سالب معدل التغير في التدفق المغناطيسي بالنسبة الى الزمن‬ ‫𝜀‬ ‫𝜙‪Δ‬‬ ‫𝑁‪𝜀 = −‬‬ ‫𝑡‪Δ‬‬ ‫∅∆‬ ‫علل ‪ :‬توضع اشارة سالبة في قانون فارادي‬ ‫𝑡∆‬ ‫𝜀‬ ‫𝑁‬ ‫‪8‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫ويؤثر عليها عليها مجال‬ ‫لفة حول أسطوانة فارغة مساحة قاعدته‪(1.8) 𝑚2‬‬ ‫مثال (‪:)2‬ملف مكون من (‪)50‬‬ ‫مغناطيسي منتظم اتجاهه عمودي على مستوى قاعدة األسطوانة كما في الشكل احسب‬ ‫‪ -1‬مقدار القوة الدافعة الحثية في الملف اذا تغير مقدار شدة المجال المغناطيسي‬ ‫بشكل منتظم من𝑇)‪ (0‬الى 𝑇)‪ (0.55‬خالل 𝑠)‪(0.85‬‬ ‫‪ -2‬مقدار شدة التيار الحثي في الملف إذا كانت المقاومة في الدائرة المغلقة المتصلة‬ ‫بالملف ثابتة وتساوي ‪𝑅 = 20 Ω‬‬ ‫حل التمارين التالية‬ ‫‪ -1‬حلقة دائرية نصف قطرها 𝑚𝑐)‪ (22‬موضوع عموديا على في مجال مغناطيسي منتظم شدته 𝑇)‪ (1‬سحبت‬ ‫اللفة الى خارج المجال المغناطيسي خالل زمن قدره 𝑠)‪ (0.25‬احسب القوة الدافعة الكهربائية الحثية خالل‬ ‫تلك الفترة‬ ‫‪ -2‬يؤثر مجال مغناطيسي منتظم مقداره 𝑇 ‪ 𝐵 = 0.1‬عموديا على مستوى لفات ملف مؤلف من ( ‪ ) 500‬لفة‬ ‫ومساحة اللفة ‪ (100 ) 𝑐𝑚2‬ويتناقص المجال تدريجيا ليصبح صفرا خالل 𝑠)‪ (0.1‬احسب القوة الدافعة‬ ‫الكهربائية المتولدة فيه‬ ‫‪ -3‬ملف دائري ذو ‪ 25‬لفة مساحة مقطعها ‪ (0.04 ) 𝑚2‬وضع الملف بحيث إن محوره كان عبر اتجاه المجال‬ ‫المغناطيسي الذي مقداره 𝑇𝑚 ) ‪ (100‬ومن ثم دار بزاوية قدرها ‪ 90°‬خالل زمن قدره ‪ )0.1(S‬احسب‬ ‫مقدار متوسط القوة الحثية المتولدة في الملف‬ ‫‪9‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫مس لة (‪ :)1‬ملف مكون من (‪ )1000‬لفة حول أسطوانة فارغ مساحة مقطعها ‪ (100 ) 𝑐𝑚2‬يؤثر عليها مجال‬ ‫مغناطيسي عمودي على مستوى اللفات تتغير قيمته من صفر الى 𝑇𝑚 ) ‪(0.4‬خالل زمن قدره ‪ )0.1(S‬وإذا‬ ‫علمت أن المقاومة المارة في الدائرة المغلقة تساوي ‪ 𝑅 = (100) Ω‬المطلوب احسب‬ ‫‪ -1‬مقدار التغير في التدفق الذي يجتاز لفة واحدة‬ ‫‪ -2‬مقدار القوة الحثية المتولدة في الملف‬ ‫‪ -3‬مقدار شدة التيار الحثي فإن مقدار القوة الحثية المتولدة في الملف ‪.‬‬ ‫المس لة الثانية ‪ :‬ملف مكون من (‪ ) 500‬لفة حول أسطوانة فارغ يؤثر عليها مجال مغناطيسي عمودي على مستوى‬ ‫اللفات تتغير قيمة التدفق الذي يجتاز اللفة الواحدة حسب الشكل المجاور وإذا علمت أن المقاومة المارة في الدائرة المغلقة‬ ‫)𝑏𝑤 (‬ ‫تساوي ‪ 𝑅 = 50 Ω‬المطلوب‬ ‫‪-1‬احسب مقدار القوة الحثية المتولدة في الملف‬ ‫‪0.02‬‬ ‫)𝑠 𝑚(𝑡‬ ‫‪ -2‬شدة التيار الحثي في األشكال المجاورة‬ ‫)‪(0,0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬ ‫المسألة الثالثة ‪ :‬ملف مكون من (‪ )200‬لفة حول أسطوانة فارغة مساحة قاعتها ‪ (50 ) 𝑐𝑚2‬يؤثر عليها مجال‬ ‫مغناطيسي عمودي على مستوى اللفات تتغير قيمته حسب الشكل المجاور وإذا علمت أن المقاومة المارة في الدائرة‬ ‫أحسب مقدار القوة الحثية المتولدة في الملف وشدة التيار المار في الملف‬ ‫المغلقة تساوي ‪𝑅 = 5 Ω‬‬ ‫)𝑇 ( 𝐵‬ ‫‪0.04‬‬ ‫)𝑠 𝑚 (𝑡‬ ‫)‪(0,0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪10‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫تدريبات على ما سبق‬ ‫أكمل العبارات التالية بما يناسبها عمليا‬ ‫𝑁‬ ‫𝑆‬ ‫‪ -1‬عند تقريب قطب شمالي من وجه الملف كما في‬ ‫الشكل المجاور فإنه يسري في الملف تيار تأثيريا يكون‬ ‫تقريب‬ ‫اتجاهه جارج الملف من ‪........‬إلى ‪...........‬‬ ‫بحيث يجعل من وجه الملف المقابل للمغناطسي المدفوع قطبا مغناطيسيا‬ ‫‪a‬‬ ‫‪b‬‬ ‫من النوع ‪.......................‬‬ ‫𝑆‬ ‫𝑁‬ ‫‪ -2‬عند تقريب قطب جنوبي من وجه الملف كما في‬ ‫الشكل المجاور فإنه يسري في الملف تيار تأثيريا يكون‬ ‫تقريب‬ ‫اتجاهه جارج الملف من ‪........‬إلى ‪...........‬‬ ‫بحيث يجعل من وجه الملف المقابل للمغناطسي المدفوع قطبا مغناطيسيا‬ ‫‪b‬‬ ‫‪a‬‬ ‫من النوع ‪.........................‬‬ ‫‪ -3‬عند أبعاد المغناطيس في الشكل المجاور عن الملف فإنه‬ ‫𝑎‬ ‫𝑏‬ ‫يتولد في الملف تيارا تأثيريا يكون اتجاهه‬ ‫كما في الشكل المجاور عندما يكون الطرف )‪ (a‬للمغناطيس‬ ‫ابعاد‬ ‫قطبا ‪...........‬‬ ‫‪ -4‬عند تقريب المغناطيس في الشكل المجاور نحو الملف فإنه‬ ‫𝑎‬ ‫𝑏‬ ‫يتولد في الملف تيارا تأثيريا يكون اتجاهه‬ ‫كما في الشكل المجاور عندما يكون الطرف )‪(b‬‬ ‫تقريب‬ ‫قطبا ‪...........‬‬ ‫‪ -5‬عند ‪...........‬قطب جنوبي من وجه الملف كما في‬ ‫𝑠‬ ‫𝑁‬ ‫الشكل المجاور فإن يسري في الملف تيار تأثيريا يكون‬ ‫اتجاهه جارج الملف من )‪ (b‬إلى )‪(a‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪b‬‬ ‫‪ -6‬يكون اتجاه التيار التأثري المار في الحلقة المجاورة‬ ‫𝑠‬ ‫𝑁‬ ‫عند ‪...........‬القطب الجنوبي من وجه‬ ‫‪11‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪. 4‬القوة الدافعة الههربائية الحثية في مجال مغناطيسي منتظم‬ ‫نشاط ‪ :‬لنأخذ سكة موصلة مقفلة من جهة واحدة وموضوعة في مجال مغناطيسي‬ ‫منتظم عمودي على مستوى السكة للداخل ثم نضع سلك معني مستقيم على السكة‬ ‫المغلقة من جهة واحدة ليتشكل لدينا دائرة مغلقة مساحتها ‪ A‬كما في الشكل‬ ‫المجاورصف ماذا يحدث مع التعليل عند تحريك السلك المستقيم مبتعدا عن الجهة‬ ‫المغلقة من السكة‬ ‫الحدث‪:‬‬ ‫التعليل ‪:‬‬ ‫سؤال ‪ :‬حدد اتجاه التيار التأثيري في كل من الحاالت التالية مع ذكر التعليل‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫استنتج العالقة التي تعطي القوة المحرهة الههربائية الت ثيرية المتولدة في ساق يتحرك عموديا على اتجاه مجال‬ ‫مغناطيسي منتظم ‪:‬‬ ‫س عدد العوامل التي تتوقف عليه مقدار القوة الدافعة الكهربائية الحثية‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫اذكر العوامل التي تتوقف عليها اتجاه القوة الدافعة الكهربائية الحثية (اتجاه التيار الحثي )‬ ‫‪a‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫تمرين ‪ :‬إذا كانت سرعة الموصل ( ‪ ) ab‬في الشكل المقابل‬ ‫𝑚𝑐‪50‬‬ ‫𝑇 ‪𝐵 = 0.4‬‬ ‫تساوي (𝑠‪ )2 𝑚/‬احسب القوة المحركة التأثيرية‬ ‫المتولدة بين طرفي الموصل وحدد اتجاه التيار التأثيري‬ ‫‪b‬‬ ‫‪12‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫مثال (‪)3‬‬ ‫يبين الشكل المجاور سلكا موصال طوله ‪ )0.25( m‬يتحرك على سكة مغلقة‬ ‫بمقاومة ثابتة ‪ 𝑅 = 4 Ω‬من جهة واحدة موضوعة في مجال مغناطيسي‬ ‫منتظم عمودي على مستوى السكة شدته ‪ )0.1(T‬سحب السلك بعيدا عن‬ ‫الجهة المغلقة بسرعة منتظمة 𝑠‪ 2 𝑚⁄‬احسب مقدار القوة الدافعة‬ ‫الكهربائية الحثية والتيار الكهربائي الحثي مبينا اتجاهه‬ ‫المسألة األولى ‪ :‬يبين الشكل المجاور سلكا موصال طوله ‪ )50(cm‬يتحرك على‬ ‫‪ 𝑅 = 10 Ω‬من جهة واحدة موضوعة في‬ ‫سكة مغلقة بمقاومة ثابتة‬ ‫مجال مغناطيسي منتظم عمودي على مستوى السكة للداخل شدته ‪)0.8(T‬‬ ‫سحب السلك سحب السلك نحو الجهة المغلقة بسرعة منتظمة 𝑠‪0.4 𝑚⁄‬‬ ‫والمطلوب اعتمادا على االتجاه الموجب االختيار المبين على الشكل‬ ‫‪ -1‬احسب مقدار القوة الدافعة الكهربائية الحثية‬ ‫‪ -2‬احسب التيار الكهربائي الحثي‬ ‫‪ -3‬استخدم قانون لنز لتبين اتجاه التيار‬ ‫‪ -4‬قارن بين اتجاه التيار الذي توصلت إليهم من خالل قانون لنز وبين اتجاهه باستخدام قانون فاراداي‬ ‫‪ -5‬احسب مقدار القوة الكهرومغناطيسية المتولدة في الساق بسبب التيار التأثيري‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫قارن بين الحالتين التاليتين ‪:‬‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫االتجاه الموجب االفتراضي للتيار الذي‬ ‫يولد المجال المفترض على الشكل‬ ‫اتجاه التيار التأثيري المتولد نتيجة‬ ‫الحركة‬ ‫اتجاه المجال المغناطيسي المتولد نتيجة‬ ‫مرور التيار التأثيري‬ ‫القوة الدافعة الكهربائية الحثية‬ ‫( سالبة – موجبة )‬ ‫جميع الحاالت‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪ሬԦ‬‬ ‫𝐵‬ ‫‪14‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪15‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪16‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫عدد العوامل التي يتوقف عليها تغير التدفق‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫علل أهمية تغير التدفق المغناطيسي الناتج عن تغير الزاوية ‪ θ‬الذي يجتاز ملف‬ ‫‪. 1‬المولد الههربائي‬ ‫ماذا يحدث نتيجة عملية إدخال أحد طرفي المغناطيس في ملف وإخراجه بحركة‬ ‫اهتزازية مستمرة‬ ‫الحدث ‪:‬‬ ‫التفسير ‪:‬‬ ‫مالحظة ‪ :‬بينت التجارب أن تردد القوة الدافعة الكهربائية هو نفسه تردد المجال المغناطيسي داخل الملف‬ ‫السؤال اآلن هل هذه الطريقة تعتبر طريقة عملية في توليد التيار الكهربائي‬ ‫فسر اضاءة المصباح في الشكل المجاور نتيجة تدوير الملف ضمن المجال‬ ‫المغناطيسي بسرعة ثابتة‬ ‫المولد الكهربائي ‪:‬‬ ‫هو جهاز يحول جزءا من الطاقة الميكانيكية المبذولة لتحريك الملف في المجال المغناطيسي إلى طاقة كهربائية‬ ‫مالحظة ‪ :‬بينت التجارب أن تردد القوة الدافعة الكهربائية هو نفسه تردد المجال المغناطيسي داخل الملف‬ ‫ما هو أساس عمل المولد الكهربائي‬ ‫‪17‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪.2‬مبدأ عمل المولد الههربائي‬ ‫مما يتكون الملف وما وظيفة كل جزئ‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫اذكر وظيفة كال من‬ ‫‪ -1‬المجال المغناطيسي‬ ‫‪ -2‬الملف ‪:‬‬ ‫‪ -3‬الفرشاتان ‪:‬‬ ‫اشرح مبدأ عمل المولد الكهربائي‬ ‫الوضع الصفري‬ ‫بعد ربع دورة‬ ‫بعد نصف دورة‬ ‫بعد ثالث أرباع الدورة‬ ‫بعد دورة كاملة‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫سطح الملف موازية‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫سطح الملف موازية‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫لخطوط المجال‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫لخطوط المجال‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫𝜋‬ ‫𝜋‪3‬‬ ‫‪𝜃=0‬‬ ‫𝑑𝑎𝑟 = 𝜃‬ ‫𝑑𝑎𝑟 𝜋 = 𝜃‬ ‫=𝜃‬ ‫𝑑𝑎𝑟‬ ‫𝑑𝑎𝑟 𝜋‪𝜃 = 2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ሬሬԦ‬‬ ‫𝑩‬ ‫𝜃‬ ‫‪0‬‬ ‫‪𝜋 ⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫‪3𝜋⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫𝜃 ‪cos‬‬ ‫𝛷‬ ‫𝜀‬ ‫‪Φ‬‬ ‫𝜃‬ ‫‪18‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫نتائج ‪ :‬إن استمرار دوران الملف بسرعة زاوية ثابتة يؤدي إلى‬ ‫‪ -1‬توليد قوة دافعة كهربائية حثية وتيار كهربائي حثي في دائرة الحمل المغلقة لهما نفس التردد‬ ‫‪ -2‬يعتمد قيمة القوة الدافعة الكهربائية الحثية والتيار الحثي على معدل تغير التدفق المغناطيسي بالنسبة للزمن‬ ‫يسمى التيار الحثي الناتج بالتيار المتردد‬ ‫استنتج العالقة التي تعطي القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في ملف يدور بسرعة ثابتة من مجال مغناطيسي‬ ‫منتظم‬ ‫( أثبت أن القوة الدافعة الكهربائية الحثية الناتجة عن ملف يدور‬ ‫ضمن مجال مغناطيسي منتظم بسرعة زاوية ثابتة تتغير كدالة جيبية مع الزمن )‬ ‫‪ε‬‬ ‫𝑡‬ ‫وتعطى معادلة التيار الحثي بالعالقة ‪:‬‬ ‫𝑖‬ ‫𝑡‬ ‫عدد العوامل التي تتوقف عليها مقدار القوة الدافعة الحثية العظمى‬ ‫ارسم العالقات البيانية بين القوة الدافعة الحثية العظمى المتولدة في ملف يدور بسرعة دورانية منتظمة مع كال من ‪:‬‬ ‫𝑥𝑎𝑚‪ε‬‬ ‫𝑥𝑎𝑚‪ε‬‬ ‫𝑥𝑎𝑚‪ε‬‬ ‫𝑥𝑎𝑚‪ε‬‬ ‫‪ω‬‬ ‫𝑁‬ ‫‪B‬‬ ‫𝐴‬ ‫‪19‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫الوضع الصفري‬ ‫بعد ربع دورة‬ ‫بعد نصف دورة‬ ‫بعد ثالث أرباع الدورة‬ ‫بعد دورة كاملة‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫سطح الملف موازية‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫سطح الملف موازية‬ ‫سطح الملف عمودي‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫لخطوط المجال‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫لخطوط المجال‬ ‫على خطوط المجال‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫المغناطيسي‬ ‫𝜋‬ ‫𝜋‪3‬‬ ‫‪𝜃=0‬‬ ‫𝑑𝑎𝑟 = 𝜃‬ ‫𝑑𝑎𝑟 𝜋 = 𝜃‬ ‫=𝜃‬ ‫𝑑𝑎𝑟‬ ‫𝑑𝑎𝑟 𝜋‪𝜃 = 2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ሬሬԦ‬‬ ‫𝑩‬ ‫𝜃‬ ‫‪0‬‬ ‫‪𝜋 ⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫‪3𝜋⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫𝜃 ‪Φ = 𝐵𝐴 cos‬‬ ‫𝛷‬ ‫‪Φ‬‬ ‫𝜃‬ ‫𝜃‬ ‫‪0‬‬ ‫‪𝜋 ⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫‪3𝜋⁄2‬‬ ‫𝜋‬ ‫𝜃 ‪ε = 𝜀𝑚𝑎𝑥 cos‬‬ ‫𝜀‬ ‫‪ΔΦ‬‬ ‫‪Δt‬‬ ‫‪ε‬‬ ‫𝜃‬ ‫‪ΔΦ‬‬ ‫𝑡‪Δ‬‬ ‫𝜃‬ ‫‪20‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫مثال (‪)1‬‬ ‫مولد تيار متردد يتكون من ملف مصنوع من (‪ )20‬لفة مساحة كل لفة ‪ 𝐴 = (0.01)𝑚2‬ومقاومته (‪ Ω)10‬موضوع‬ ‫ليدور حول محوره بحركة دائرية منتظمة وبتردد𝑧‪ 𝑓 = (60) ℎ‬داخل مجال مغناطيسي منتظم شدته ‪)10(T‬‬ ‫علما ان لحظة صفر كانت خطوط المجال لها اتجاه متجه مساحة مستوى لملف المطلوب احسب‬ ‫أ‪ -‬احسب القيمة العظمى للقوة الدافعة الحثية المتولد في الملف‬ ‫ب‪ -‬احسب القيمة العظمى لشدة التيار الحثي المتولد في الملف‬ ‫ت‪ -‬أكتب الصيغة الرياضية للقوة الدافعة الحثية بداللة الزمن‬ ‫ث‪ -‬أكتب الصيغة الرياضية للتيار الحثي بداللة الزمن‬ ‫المسألة األولى ‪ :‬مولد تيار متردد يتكون من ملف مصنوع من (‪ )40‬لفة مساحة كل لفة ‪ 𝐴 = (0.01)𝑚2‬ومقاومته‬ ‫(‪ Ω)20‬موضوع ليدور حول محوره بحركة دائرية منتظمة وبتردد 𝑧‪ 𝑓 = (50) ℎ‬داخل مجال مغناطيسي‬ ‫منتظم شدته ‪ )2(T‬علما أن لحظة 𝑠 )‪ 𝑡 = (0‬كانت اإلزاحة الزاوية 𝑑𝑎𝑟 )‪ 𝜃0 = (0‬خطوط المجال لها اتجاه‬ ‫متجه مساحة لمستوى لملف‬ ‫أكتب الصيغة الرياضية للقوة الدافعة الكهربائية الحثية في أي لحظة‬ ‫أ‪-‬‬ ‫ب‪ -‬أكتب الصيغة الرياضية للتيار الحثي بداللة الزمن‬ ‫المسألة الثانية ‪ :‬ملف مصنوع من (‪ )10‬لفات مساحة كل لفة ‪ 𝐴 = (0.04)𝑚2‬موضوع في مجال مغناطيسي‬ ‫منتظم شدته ‪ )0.1(T‬تصنع خطوط مجاله زاوية ) ‪ (60°‬كان مع متجه المساحة على مستوى الفات المطلوب‬ ‫‪ -1‬القوة الدافعة الكهربائية الناتجة عن تدوير الملف لتصبح الزاوية بين المتجه العمودي للمستوي واتجاه خطوط‬ ‫خالل زمن 𝑠 )‪𝑡 = (0.2‬‬ ‫المجال ) ‪(90°‬‬ ‫‪ -2‬شدة التيار التأثيري المتولد في الملف إذا علمت أن مقاومة أسالك الملف 𝛺)‪𝑅 = (0.5‬‬ ‫‪21‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪22‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪.1‬الجهد المتردد والتيار المتردد‬ ‫تذهرة ‪ :‬دوران الملف في المجال المغناطيسي المنتظم يؤدي إلى تغير معدل التدفق المغناطيسي في مستوى الملف مما‬ ‫يؤدي الى تولد قوة دافعة كهربائية حثية تتغير جيبيا بالنسبة إلى الزمن كما في المعادلة التالية‬ ‫) ‪𝑉 = 𝑁𝐵𝐴𝜔 sin(𝜔𝑡 + ∅1‬‬ ‫الجهد اللحظي يرمز له بالرمز )𝑡( 𝑉 ‪ :‬هو الجهد المتردد في أي‬ ‫لحظة‬ ‫𝜔𝐴𝐵𝑁 = 𝑚𝑉‬ ‫القيمة العظمى للجهد‬ ‫فالجهد اللحظي أو الجهد المتردد يعطى بالعالقة‬ ‫) ‪𝑉(𝑡) = 𝑉𝑚 sin(𝜔𝑡 + ∅1‬‬ ‫حيث‬ ‫التيار المتردد اآلني )𝑡( 𝑖 ‪ :‬هو التيار الذي يسري في مقاومة ‪ R‬والذي يتغير جيبيا بالنسبة للزمن ويحسب من‬ ‫) ‪𝑖(𝑡) = 𝐼𝑚 sin(𝜔𝑡 + ∅2‬‬ ‫العالقة التالية حيث ‪:‬‬ ‫سؤال ‪ :‬ارسم الخط البياني الذي يظهر على راسم اإلشارة عند توصيل التيار مصدر جهد‬ ‫أ‪ -‬مستمر‬ ‫ب‪ -‬متردد‬ ‫التيار المتردد‪ :‬هو تيار يتغير اتجاهه كل نصف دورة وان معدل مقدار شدته يساوي الصفر في الدورة الواحدة‬ ‫التمثيل المتجه للجهد المتردد‬ ‫‪1.1‬‬ ‫‪23‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪ 2.1‬المقدار الفعال للتيار المتردد‬ ‫المقاومة األومية ( المقاومة الصرفة ) ‪ :‬هي مقاومة تحول الطاقة الكهربائية بأكلها إلى طاقة حرارية فحسب وليس لها‬ ‫أي تأثير حثي ذاتي 𝐻)‪𝐿 = (0‬‬ ‫سؤال ‪ :‬كيف يتم إلغاء الحث الذاتي للمقاومة ‪:‬‬ ‫ماذا يحدث عند مرور التيار الكهربائي في مقاومة‬ ‫صرفة )𝑅( لمدة زمنية )𝑡(‬ ‫الحدث ‪:‬‬ ‫الشدة الفعالة للتيار المتردد ( 𝑠𝑚𝑟𝑖)‪:‬‬ ‫هي شدة التيار المستمر ( ثابت الشدة ) الذي يولد كمية الحرارة نفسها الذي ينتجها التيار المتردد في مقاومة أمية لها‬ ‫نفس القيمة خالل الفترة الزمنية نفسها‬ ‫ارسم العالقات البيانية التالية ‪:‬‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑉‬ ‫𝑥𝑎𝑚‪V‬‬ ‫𝑥𝑎𝑚𝐼‬ ‫𝑚𝐼‬ ‫𝑚𝑉‬ ‫= 𝑠𝑚𝑟𝑖‬ ‫= 𝑠𝑚𝑟𝑉‬ ‫‪√2‬‬ ‫‪√2‬‬ ‫‪24‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫مالحظات هامة ‪:‬‬ ‫‪ -1‬القيمة الفعالة للتيار المتردد الجيبي تتناسب طرديا ً مع شدته العظمى‬ ‫‪ -2‬جميع أجهزة قياس الشدة أو فرق الجهد أو الطاقة للتيار المتردد مصممة‬ ‫لقياس القيم الفعالة فقط‬ ‫تمرين ‪ :‬وصلت مقاومة صرفة مع تيار متردد جيبي كما في الشكل المجاور‬ ‫فكانت قراءة األميتر 𝐴)‪ (5‬وقراءة الفولتميتر 𝑉)‪(20‬‬ ‫المطلوب حدد كال مما يلي‬ ‫أ‪ -‬القيمة الفعالة لكل من شدة التيار المار في المقاومة وفرق الجهد بين طرفيها‬ ‫ب‪ -‬القيمة العظمى لكل من شدة التيار المار في المقاومة وفرق الجهد بين طرفيها‬ ‫‪ -3‬القيم المسجلة على جميع األجهزة التي تعمل بالتيار المتردد الجيبي (كاألجهزة المنزلية) هي قيم فعالة‬ ‫تمرين ‪ :‬من خالل المعطيات المدونة على الشكل المطلوب‬ ‫أ‪ -‬القيمة الفعالة لكل من شدة التيار المار في كل جهاز وفرق الجهد بين طرفيه‬ ‫ب‪ -‬القيمة العظمى لكل من شدة التيار المار في كل جهاز وفرق الجهد بين طرفيه‬ ‫‪ -4‬يمكن حساب الطاقة الكهربائية التي يستهلكها جهاز يغذيه تيار متردد ‪ ،‬وقدرة الجهاز الكهربائية‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖 = 𝐸‬ ‫𝑡𝑅‬ ‫‪،‬‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖 = 𝑃‬ ‫اعتمادا على القيم الفعالة حيث 𝑅‬ ‫تمارين‬ ‫‪ -1‬مدفأة كهربائية تعمل بتيار متردد جهده األعظم ‪ (282.8)Ω‬ومقاومة سلكها ‪(500)Ω‬‬ ‫احسب الطاقة الحرارية المتولدة عند مرور التيار الكهربائي في المدفأة لمدة نصف ساعة بوحدة الجول‬ ‫‪ -2‬مكواة مالبس تعمل على مصدر جهد متردد حيث إن شدة التيار العظمى 𝐴) ‪ (5√2‬مقاومتها األومية‬ ‫‪ (1000)Ω‬احسب الطاقة الحرارية الناتجة عن عمل المكواة خالل ساعة بوحدة الجول‬ ‫‪25‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫المس لة األولى ‪ :‬تيار متردد جيبي يتمثل بمعادلة الشدة اللحظية للتيار المتردد التالية ‪:‬‬ ‫)𝑡𝜋‪𝑖(𝑡) = 5√2 sin(100‬‬ ‫احسب‬ ‫‪ -1‬مقدار الشدة الفعالة للتيار ‪.‬‬ ‫‪ -2‬الزمن الدوري للتيار المتردد‬ ‫‪ -3‬تردد التيار‬ ‫‪ -4‬قيمة التيار عند (𝑠)‪)𝑡 = (0.4‬‬ ‫المس لة الثانية ‪ :‬تيار متردد جيبي يتمثل معادلة الجهد الجيبي اللحظي للتيار المتردد التالية ‪:‬‬ ‫𝜋‬ ‫) ‪𝑉(𝑡) = 240√2 sin (120𝜋𝑡 +‬‬ ‫‪3‬‬ ‫احسب‬ ‫‪ -1‬القيمة العظمى الجهد ‪.‬‬ ‫‪ -2‬فرق الطور في بداية الزمن ()‪)𝑡 = (0‬‬ ‫‪ -3‬التردد الزاوي للمصدر‬ ‫‪ -4‬تردد التيار‬ ‫‪ -5‬قيمة الجهد عند (𝑠)‪)𝑡 = (0.4‬‬ ‫‪ -6‬القيمة الفعالة للجهد‬ ‫‪ -7‬الطاقة المصروفة خالل دقيقتين ‪.‬‬ ‫‪26‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪.2‬تطبيق قانون أوم على دوائر التيار المتردد‬ ‫‪ 1.2‬تطبيق قانون أوم على دائرة تيار متردد تحوي مقاومتين أوميتين فحسب‬ ‫المقاومة األومية ( المقاومة الصرفة ) ‪ :‬هي المقاومة التي تحول الطاقة الكهربائية بأكملها إلى طاقة حرارية فحسب‬ ‫وليس لديها أي تأثير ذاتي 𝐻 )‪𝐿 = (0‬‬ ‫تجربة ‪ :‬نشكل دائرة تيار متردد منخفض التردد يحوي مقاومتين أوميتين‬ ‫نصل راسم اإلشارة ذي المدخلين ليقيس الجهد على كل من المصدر والمقاومة‬ ‫األومية‬ ‫فيظهر على شاشة راسم اإلشارة المنحنيات التالية‬ ‫مالحظة‪ :‬الرسم البياني على المقاومة يمثل الجهد على المقاومة األموية وله‬ ‫الشكل نفسه للتيار الكهربائي في الدائرة علل ذلك‬ ‫من الرسم البياني الذي يظهر على شاشة راسم اإلشارة فإنه نالحظ أن التيار‬ ‫الكهربائي وجهد المصدر يتغيران بكيفية واحدة أي أنهما متفقان في الطور فيزدادان‬ ‫معا وينخفضان معا‬ ‫دراسة نظرية لدائرة تحوي مقاومة امية صرفه فقط‬ ‫المقاومة األومية في دوائر التيار المتردد ال تقدم وال تؤخر الجهد عن التيار بل‬ ‫يكون الجهد والتيار متفقان في الطور أي زاوية فرق الطور بين التيار‬ ‫الكهربائي والجهد تساوي الصفر‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑖 (𝑡)𝑅 = 𝐼𝑚𝑅 sin‬‬ ‫معادلة التيار الكهربائي‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑉 (𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 sin‬‬ ‫معادلة الجهد الكهربائي‬ ‫منحنيات الجهد والتيار الكهربائي‬ ‫متجهات الطور للجهد والتيار الكهربائي‬ ‫عدد العوامل التي تتوقف عليها المقاومة األمية الصرفة واذكر العالقة‬ ‫اذكر العالقة التي تعطي المقاومة األومية بداللة عواملها‬ ‫‪27‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫مالحظات ‪:‬‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑉‬ ‫𝑥𝑎𝑚𝑉‬ ‫=𝑅‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖‬ ‫=‬ ‫𝑥𝑎𝑚𝐼‬ ‫‪.1‬يمكن إيجاد المقاومة الصرفة ( االومية ) في أية لحظة من أي من العالقات التالية ‪:‬‬ ‫‪.2‬قيمة المقاومة ( ‪ ) R‬ال تتغير بتغير نوع التيار المار ( سوءا كان تيار متردد أو مستمر لها نفس القيمة)‬ ‫أو بتغير تردد التيار ( منخفض التردد أو مرتفع ) ‪.‬‬ ‫‪.3‬يمكن التعبير عن معادلتي شدة التيار وفرق الجهد لهذه المقاومة بالمعادلتين التاليتين ‪:‬‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑖(𝑡)𝑅 = 𝑖𝑚𝑅 sin‬‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑉(𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 sin‬‬ ‫في دائرة تيار متردد جيب يحوي مقاومة صرفة فقط ومصدر جهد يمكن تغير تردده المطلوب ارسم الخطوط‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑉‬ ‫والمنحنيات البيانية التالية 𝑥𝑎𝑚𝑉‬ ‫𝑅‬ ‫𝑖‬ ‫𝑓‬ ‫𝑓‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖‬ ‫𝑥𝑎𝑚𝐼‬ ‫العالقة بين المقاومة األومية‬ ‫العالقة بين التيار‬ ‫العالقة بين الشدة الفعالة لفرق‬ ‫العالقة بين القيمة العظمى‬ ‫وتردد التيار‬ ‫والتردد‬ ‫الجهد وشدة التيار الفعالة‬ ‫للجهد والقيمة العظمى للتيار‬ ‫علل لما يأتي تعليال علميا سليما‬ ‫‪ -1‬ال تتغير قيمة المقاومة األومية الصرفة بتغير تردد التيار أو نوع التيار الكهربائي المار فيها‬ ‫‪ -2‬ال تصلح المقاومة في فصل التيارات مختلفة التردد‬ ‫ربط بمصدر التيار مقاومة مقدارها‬ ‫تمرين ‪ :‬مخرج مصدر تيار متردد يعطي بواسطة )𝑡𝜔(‪𝑉 = 200 sin‬‬ ‫‪ (100)Ω‬المطلوب أوجد‬ ‫‪ -1‬القيمة الفعالة لفرق الجهد بين طرفي المقاومة‬ ‫‪ -2‬القيمة الفعالة لشدة التيار المار في المقاومة‬ ‫‪ -3‬صف ماذا يحدث لقيمة المقاومة عند زيادة تردد المصدر إلى الضعف‬ ‫‪28‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫ضع عالمة )√( في المربع المقابل ألنسب إجابة من اإلجابات التالية ‪:‬‬ ‫‪ -1‬في دائرة تيار متردد جيبي تحوي على مقاومتين أوميتين فإذا كان منحني فرق‬ ‫الجهد بين طرفي المقاومة األولى والذي له الشكل نفسه للتيار الكهربائي المار‬ ‫في الدائرة كما في الشكل المجاور فإن المنحنى البياني لفرق الجهد بين طرفي‬ ‫المقاومة الثانية هو‬ ‫‪ -2‬في دائرة تيار متردد جيبي تحوي على مقاومة أومية فقط المنحنى المجاور‬ ‫يمثل منحنى التيار الكهربائي المار في الدائرة فإن المنحنى البياني لفرق‬ ‫الجهد بين طرفي المقاومة هو‬ ‫‪ -3‬في دائرة تيار متردد جيبي تحوي على مقاومتين أوميتين فإن المنحني الذي يظهر على شاشة راسم اإلشارة ذو‬ ‫المدخلين ليقيس فرق الجهد على المقاومة األولى والذي يمثل شدة التيار وفرق الجهد على المقاومة الثانية فإن‬ ‫الشكل الذي يظهر على شاشة راسم اإلشارة هو ‪:‬‬ ‫‪ -4‬في دائرة تيار متردد جيبي تحوي على مقاومة أمومية فقط فإذا كانت معادلة شدة التيار تعطى بالعالقة التالية‪:‬‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑖(𝑡)𝑅 = 𝐼𝑚𝑅 sin‬‬ ‫فإن معادلة فرق الجهد تعطى بالعالقة التالية ‪:‬‬ ‫𝜋‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑉(𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 sin‬‬ ‫) ‪𝑉(𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 sin (𝜔𝑡 +‬‬ ‫‪2‬‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑉(𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 cos‬‬ ‫𝑡𝜔( ‪𝑉(𝑡)𝑅 = 𝑉𝑚𝑅 sin‬‬ ‫𝜋‬ ‫) ‪−‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪2‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫‪ 2.2‬تطبيق قانون اوم على دائرة تيار متردد تحوي ملفا حثيا (تأثيريا ) نقي ومقاومة أومية ‪:‬‬ ‫الملف الحثي النقي ‪ :‬هو ملف له تأثير حثي حيث معامل حثه الذاتي )𝐿( كبير ومقاومته األومية)𝑟( منعدمة‬ ‫تجربة ‪ :‬نشكل دائرة تيار متردد منخفض التردد يحوي مقاومة أومية صرفة‬ ‫وملف حثي نقي نصل راسم اإلشارة ذي المدخلين ليقيس فرق الجهد على الملف‬ ‫وفرق الجهد على المقاومة التي تمثل التيار الكهربائي في الدائرة‬ ‫من خالل شاشة راسم اإلشارة ماذا تالحظ‬ ‫دراسة نظرية لدائرة تحوي ملف حثي نقي فقط‬ ‫الملف الحثي النقي في دوائر التيار المتردد يقدم الجهد عن التيار بربع دورة‬ ‫وتكون زاوية فرق الطور بين التيار الكهربائي والجهد تساوي‬ ‫𝜋‬ ‫𝑑𝑎𝑟 ) ( = 𝜑‬ ‫)𝑡𝜔(‪𝑖 (𝑡)𝐿 = 𝐼𝑚𝐿 sin‬‬ ‫‪2‬‬ ‫معادلة التيار الكهربائي‬ ‫𝜋‬ ‫) ‪𝑉 (𝑡)𝐿 = 𝑉𝑚𝐿 sin (𝜔𝑡 +‬‬ ‫‪2‬‬ ‫معادلة الجهد الكهربائي‬ ‫منحنيات الجهد والتيار الكهربائي‬ ‫متجهات الطور للجهد والتيار الكهربائي‬ ‫ممانعة الملف لمرور التيار المتردد‬ ‫يولد التيار المتردد يولد في الملف قوة محركة كهربائية تأثيرية تعاكس‬ ‫مسببها دائما وتسمى الممانعة الحثية للملف ويرمز لها بالرمز ) 𝐿𝑋(‬ ‫وتقاس بالنظام الدولي للوحدات بوحدة األوم )‪(Ω‬‬ ‫الممانعة الحثية ‪ :‬الممانعة التي يبديها الملف لمرور التيار المتردد خالله ‪.‬‬ ‫هذه الممانعة ليست مقاومة صرفة أي ال تحول الطاقة الكهربائية إلي حرارية وال‬ ‫تصرف فيها أية قدرة علي شكل حرارة ‪.‬‬ ‫‪30‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫عدد العوامل التي تتوقف عليها الممانعة الحثية ‪:‬‬ ‫استنتج العالقة التي تعطي الممانعة الحثية لملف حثي نقي‬ ‫ارسم العالقات البيانية التالية بين الممانعة الحثية لملف وكال مما هو محدد في كل مما يلي‬ ‫𝐿𝑋‬ ‫𝐿𝑋‬ ‫𝑖‬ ‫𝐿𝑋‬ ‫𝑓‪1⁄‬‬ ‫𝐶‬ ‫𝑓‬ ‫𝑓‬ ‫مقلوب تردد التيار المار فيه‬ ‫سعة المكثف‬ ‫تردد التيار المار فيه‬ ‫تردد التيار المار فيه‬ ‫ونالحظ من العالقة السابقة أن ‪ :‬الملف الحثي النقي‬ ‫‪ -1‬ال يبدي اي ممانعة لمرور التيار المستمر‬ ‫‪ -2‬ويبدي ممانعة لمرور التيار المتردد خالله فتكون هذه الممانعة‬ ‫أ‪ -‬وتكون ممانعته صغيرة لمرور التيارات منخفضة التردد‬ ‫ب‪ -‬يبدي ممانعة كبيرة لمرور التيارات المرتفعة التردد‬ ‫‪ -3‬يستفاد منه فصل التيارات مختلفة التردد عن بعضها البعض لذلك يستخدم في أجهزة االستقبال الالسلكي ‪.‬‬ ‫‪ -4‬يحول الطاقة الكهربائية في الملف الي طاقة مغناطيسية تختزن في المجال المغناطيسي للملف‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫𝑠𝑚𝑟𝑖 𝐿 = 𝐵𝑈‬ ‫وال تصرف في الملف النقي تماما أي طاقة علي هيئة حرارة وتكون‬ ‫‪2‬‬ ‫تمرين ‪ :‬ملف حثي نقي معامل حثة الذاتي 𝐻𝑚)‪ (100‬يمر به تيار كهربائي جبيبي‬ ‫تردده 𝑧𝐻)𝜋‪ (50‬شدته العظمى 𝐴)‪ (10‬المطلوب احسب‬ ‫‪ -1‬الممانعة الحثية للملف‬ ‫‪ -2‬الطاقة المغناطيسية المختزنة في الملف‬ ‫‪31‬‬  ‫الميسر في الفيزياء للصف الثاني عشر ‪ -‬الوحدة الثانية (الكهرباء والمغناطيسية) الفصل الدراسي الثاني ‪ 2021-2022‬إعداد ‪ :‬محمد سعيد السكاف‬ ‫علل لما ياتي تعليال علميا سليما‬ ‫‪ -1‬في الملف الحثي النقي يتقد الجهد على التيار‬ ‫‪ -2‬الملف اللولبي يبدي ممانعة لمرور التيار المتردد‬ ‫‪ -3‬المل?