شرودنجر الجنوب
29-03-2010, 20:27
الفصل التاسع [ المغناطيسية ]
الدرس الأول المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
تعريف المغناطيسية :
هي خاصية انجذاب المواد للمغناطيس .
أنواع المغناطيس :
طبيعي : يُستخرج من الأرض وهو خام أكسيد الحديد المغناطيسي [Fe3 O 4 ]
صناعي : يقوم الإنسان بتصنيعه بإحدى ثلاث طرق :
الصهر: حيث يُصهر الحديد فى المعمل ويُصب في قوالب ثم يُعرض لمجال مغناطيسي قوي .
الدلك : وذلك بدلك قطعة من الحديد بقطعة من المغناطيس في اتجاه واحد .
الكهرباء: يلف سلك موصل معزول يمر به تيار كهربي حول قضيب من الحديد المطاوع .
وهذا ما يُسمى ( بالمغناطيس الكهربائي )
ملاحظات هامه : كل ما حدث فى الحالات السابقة ما هو إلا انتظام لثنائيات الأقطاب بعد مغنطتها , حيث يوجد لكل مغناطيس قطبان قطب شمالي ( N ) وقطب جنوبي ( S ) . ولا يُوجد مغناطيس ذو قطب واحد مهما صغر ( لذلك سُمى المغناطيس ثنائي القطب ) .
تقسيم المواد من حيث انجذابها للمغناطيس :
1- مواد تنجذب للمغناطيس القوي والضعيف مثل : الحديد ، النيكل ، الكوبلت .
2- مواد لا تنجذب إلا للمغناطيس القوي فقط مثل : النحاس ، الألمنيوم .
هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس من جميع الجهات والتي يظهر فيها أثر هذا المغناطيس .
بما ُيمثل المجال ؟
يمثل المجال بخطوط وهمية تخيلية لا تتقاطع تسمي خطوط الحث المغناطيسي ( خطوط المجال المغناطيسي )
كيف ( ُتشاهد ) ُتخطط المجال ؟
ورقة بيضاء يوضع أسفلها المغناطيس ثم ننثر عليها برادة حديد ( تتشكل البرادة بشكل خطوط المجال )
أشكال خطوط المجال : منها ما هو ( دائري – مستقيم – بيضاوي )
المجال المغناطيسي كمية متجهه كيف يتم التعرف على اتجاه المجال ؟
باستخدام إبرة مغناطيسية ( بوصلة ) حيث تأخذ اتجاه المماس لخطوط المجال المغناطيسي . ويكون اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من القطب الشمالي للقطب الجنوبي [ N S ]
لاحظ أن الأقطاب المتشابهة تتنافر والأقطاب المختلفة تتجاذب .
تعريف اتجاه المجال المغناطيسي عند نقطة :
هو الاتجاه من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة موضوعة في تلك النقطة .
المجال المغناطيسي المنتظم :
هو المجال الذي تكون شدته ثابتة مقداراً واتجاهاً
أمثلة للمجال المغناطيسي المنتظم :
المجال الناشئ عن ملف لولبي يمر به تيار كهربي , مغناطيس على شكل حرف U , مجال الأرض فى مساحة صغيرة محدودة ( منطقة جدة مثلاً ) في كل ما سبق تكون خطوط المجال مستقيمة متوازية .
شدة المجال المغناطيسي عند نقطة :
التعريف القانون الوحدة الوحدة المكافئة
هي عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز وحدة المساحات من السطح بشكل عمودي .
ويبر
م2
تسلا
س1 أكمل ما يأتي :
1- المغناطيس الطبيعي مثل .......... والصناعي ُيصنع إما .......... و .......... و ..........
2- الاتجاه من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة الحركة عند نقطة في المجال المغناطيسي يمثل .......... [1426- 1427] & [1423- 1424 اختر مابين الأقواس]
3- المنطقة المحيطة بالمغناطيس والتي يظهر فيها أثره هي .......... [1424- 1425]& [1425- 1426 ثاني ]
س2 ما المقصود بأن :
1- شدة المجال المغناطيسي عند نقطة = 5 تسلا
.................................................. .................................................. ...
س3 ما الكميات الفيزيائية التي تقاس بالوحدات الآتية : تسلا ................ [1418- 1419]
س4 اختر ما بين الأقواس:
1- المجال المغناطيسي المنتظم هو المجال الذي تكون : ( قيمته ثابتة واتجاهه متغير - قيمته متغيرة واتجاهه ثابت - قيمته متغيرة واتجاهه متغير - قيمته ثابتة واتجاهه ثابت ) [1422- 1423]
2- يسمى المغناطيس ثنائي القطب لأنه : [1423- 1424 ثاني ]
( لا يمكن أن يكون بقطب واحد ، يحتوي قطبين متشابهين ، يمكن الفصل بين قطبيه )
3- المجال المغناطيسي المنتظم : [1423- 1424 ثاني ]
( ثابت الشدة متغير الاتجاه ، ثابت الشدة والاتجاه ، متغير الشدة ثابت الاتجاه ، متغير الشدة والاتجاه )
الدرس الثاني المجال المغناطيسي للتيار الكهربي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ مقدمة
اكتشف العالم اورستد عندما كان يقوم بالشرح لطلابه فى الجامعة أن البوصلة تنحرف عند تقريبها لسلك يمر به تيار كهربي , كما أكد العالم أمبير أن التيار الكهربى عند مروره فى موصلين متوازيين وقابلين للحركه ينشأ بينهما قوة مغناطيسية متبادله .
وأخيرا عند مرور تيار كهربى فى سلك ( موصل ) يتولد حوله مجال مغناطيسى ويتوقف شكل المجال المغناطيسى ( خطوط المجال ) على شكل السلك سواء كان ( مستقيم – دائرى – لولبى )
مقارنة بين المجال الناشئ عن ( سلك مستقيم – ملف دائري – ملف لولبي )
انظر جدول المقارنات رقم ( 1 )
µ : النفاذية المغناطيسية في الفراغ أو الهواء
تعريفها هي قدرة الوسط على إمرار المجال المغناطيسي فيه قيمتها = 4µ × 10-7
وحدة قياسها مستخدما أي قانون من قوانين الأسلاك الثلاثة ( مستقيم – دائري – لولبي ) استنتج وحدة قياس معامل النفاذية
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
فى الملفات الدائرية واللولبية :
1- طول محيط اللفه هو طول محيط دائرة = 2 π × ر حيث ر نصف القطر
2- طول السلك = 2 π × ر × ن حيث ن عدد اللفات , يمكن غيجاد عدد اللفات من هذا القانون .
3- إذا كان لدينا ملفان متوازيان نجمع أو نطرح ( انظر المقارنات )
4- إذا كان الملفان متعامدين : حم = حم21+ حم22
س1 أكمل الفراغ فيما يأتي :
1- وفق قاعدة اليد اليمنى المقبوضة حول سلك يمر فيه تيار ، الإبهام يشير إلى اتجاه..........، أما بقية الأصابع تشير إلى اتجاه .......... [1425- 1426 ثاني]
2- من العوامل المؤثرة على شدة المجال المغناطيسي عند نقطة والناشئ عن تيار مستقيم ..........و ..........
س2 اختر ما بين الأقواس:
1- شكل خطوط المجال المغناطيسي الناشئ عن تيار يمر في سلك مستقيم عبارة عن : [1422- 1423]
( لولبية متحدة المركز - مستقيمة ومتوازية - دوائر متحدة المركز - منحنية غير متوازية )
2- عند مرور تيار كهربائي في سلك مستقيم فإن شدة المجال المغناطيسي عند نقطة تتناسب عكسيا مع :
( البعد العمودي للنقطة - شدة التيار - معامل نفاذية الوسط ) [1425- 1426 ثاني]
3- شدة المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري تتناسب عكسيا مع : [1426- 1427]
( معامل النفاذية المغناطيسية - شدة التيار الكهربائي - عدد لفات الملف - نصف قطر الملف)
4- شدة المجال المغناطيسي عند نقطة داخل ملف لولبي وعلى محوره تتناسب عكسيا مع: [1424- 1425]
( عدد لفاته - شدة التيار المار به - معامل نفاذية الوسط - طول الملف ) [1422- 1423ثاني]
5- من العوامل المؤثر في قيمة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن تيار لولبي : ( شدة التيار وعدد اللفات - نصف قطرالملف وطوله - مساحة مقطع الملف وطوله - مساحة مقطع الملف وشدة التيار) [1422- 1423]
6- عندما تزيد شدة التيار الكهربائي في ملف لولبي من (ت) إلى (2ت) فإن شدة المجال المغناطيسي بداخله تتغير من حم إلى: (2حم - 0.5حم - 4حم ) [1420- 1421]
[1423- 1424]
س3 مستخدماً سلكاً معدنياً و برادة حديد و بطارية سيارة و ورقاً مقوى . وضح باختصار طريقة عملية للتعرف على شكل المجال المغناطيسي للتيار الخطي . [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س4 ملف دائري يمر فيه تيار ، ماذا يحدث لشدة المجال المغناطيسي المتولد في مركزه إذا انقص عدد لفاته إلى النصف ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س5 في الشكل المقابل مجال مغناطيسي ناشئ عن تيار دائري ، حدد اتجاه المجال المغناطيسي على أحد خطوط المجال المغناطيسي المرسومة . [1421- 1422]
الدرس الثالث مسائل على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
1- سلك معدني مستقيم مر فيه تيار كهربائي فنشأ عنه مجال مغناطيسي شدته 4 × 10 –5 تسلا عند نقطة في الهواء تبعد 0.1 م عن السلك. احسب شدة التيار المار في السلك. [1422- 1423]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- احسب شدة المجال المغناطيسي عند نقطة تبعد 0.2 م عن سلك مستقيم يمر فيه تيار كهربائي شدته 10 أمبير. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- عين كثافة الفيض المغناطيسى عند مركز ملف دائرى نصف قطره 11 سم وعدد لفاته 20 ويمر به تيار كهربى شدته 1.4 علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- مر تيار كهربى فى سلك طوله 26.4 سم منحنى على شكل قوس من دائرة نصف قطرها 5.6سم فكانت كثافة الفيض المغناطيسى الناشئ عند مركز هذه الدائرة 8.25 × 10 –6 تسلا . احسب شدة التيار علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
5- ملف لولبي طوله ( 0.5 م ) وعدد لفاته ( 50 لفة ) يمر به تيار شدته ( 0.1 أمبير ) احسب شدة المجال المغناطيسي عند منتصف محوره. [1423- 1424]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
6- إذا أردنا الحصول على مجال مغناطيسي شدته ( 6.28 × 10 –3 تسلا ) باستخدام تيار كهربائي شدته ( 5 أمبير ) يمر في ملف لولبي . فكم عدد اللفات اللازمة ، إذا كان الطول المتاح للملف ( 0.1 م ) . [1423- 1424 ثاني ]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
7- احسب طول ملف لولبي يتكون من 100 لفة ويمر فيه تيار كهربائي شدته 10 أمبير وينشأ عنه مجال مغناطيسي عند نقطة في داخله وعلى محوره شدته 4 × 10 –3 تسلا. [1422- 1423 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
8- ملف دائري قطر لفاته 10 سم يمر به تيار كهربي يولد مجالاً مغناطيسياً عند مركزه كثافة فيضه 5 ×510 تسلا أبعدت لفاته عن بعضها بانتظام حتى أصبح طوله 20 سم احسب شدة المجال المغناطيسى عند نقطه بداخله وتقع على محوره ؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
9- في الشكل المجاور تيار خطي و ملف دائري نصف قطره (2 سم) و البعد بين مركز الملف و التيار الخطي ( 8 سم ) ، (ت1=2 أمبير ، ت2=40 أمبير) . فإذا كانت محصلة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن التيارين في مركز الملف تساوي صفراً . فما عدد لفاته ؟ علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14 [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
10- سلك مستقيم لُف على شكل ملف دائرى لفة واحدة وأمر به تيار كهربة ثم لف نفس السلك مرة أخرى على شكل ملف دائرى عدد لفاته 6 لفة وأمر به نفس التيار الكهربى . كم تكون النسبة بين كثافتى الفيض عند مركزى الملفين فى الحالتين .
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
حل في أوراق خارجية المسائل [& كتاب الوزارة ]
الدرس الرابع القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين التاريخ / / 1428 هجرية
◄ مقدمة : لاحظ العالم أمبير بعد عدة تجارب أن التيار الكهربى عند مروره فى موصلين متوازيين وقابلين للحركه ينشأ بينهما قوة مغناطيسية متبادله تكون :-
1- تجاذب عندما يكون التيار الكهربى واحد فى السلكين
2- تنافر عندما يكون التيار الكهربى متضاد فى السلكين
مقارنة بين سلكان مستقيمان متوازيان يمر بهما تيار كهربي في
( اتجاه واحد & اتجاهين متضادين )
انظر جدول المقارنات رقم ( 2 )
س1 املأ الفراغ الآتي بما يناسب :
1- إذا مر تيار كهربائي في سلكين متوازيين وفي اتجاهين متعاكسين فإنهما .......... [1425- 1426]
2- إذا مر تيار كهربائي في سلكين متوازيين وفي نفس الاتجاه فإنهما .......... [1424- 1425]
س2 علل لما يأتي فيزيائياً : [1420- 1421 ثاني]
يتنافر سلكان متوازيان عندما يمر فيهما تياران في اتجاهين مختلفين
.................................................. .................................................. ...
س3 في أي النقاط الموضحة بالشكل المجاور ، تكون محصلة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن التيارين ( ت1، ت2 ) مساوية للصفر ؟ [1420- 1421]
.................................................. ..................
.................................................. ..................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س4 سلكان مستقيمان متوازيان يمر في الأول تيار شدته 10 أمبير وفي الثاني تيار شدته 5 أمبير . احسب شدة المجال المغناطيسي عند نقطة بين السلكين تبعد عن الأول 10سم وعن الثاني 20سم عندما يكون التياران في اتجاه واحد . [1421- 1422]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س5 في الشكل المقابل احسب بعد نقطة التعادل عن ( ت1 ) [1426- 1427]
.................................................. ............................
.................................................. ............................
.................................................. ............................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س6 في الشكل المجاور ، أوجد قيمة ( س ) عندما تكون محصلة المجال المغناطيسي عند النقطة ( أ ) مساوية للصفر. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. ..................
.................................................. ..................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الخامس القوة المغناطيسية & قانون لورنتز التاريخ / / 1428 هجرية
التجربة :
◄الأدوات : مغناطيس على شكل حرفU ، بطارية، قاطعة ، سلك ، حامل ، مسمار طويل .
◄الخطوات :
1- نوصل الدائرة كما في الشكل ثم نغلق القاطعة فنلاحظ تحرك السلك باتجاه معين .
2- نعكس اتجاه التيار بتغيير توصيل أسلاك البطارية ثم نغلق القاطعة ونلاحظ تحرك السلك باتجاه آخر.
3- نغير مواضع أقطاب المغناطيس بتبديلها ونغلق القاطعة ونلاحظ تحرك السلك باتجاه آخر .
4- نبعد المغناطيس ونغلق القاطعة فنلاحظ عدم تحرك السلك .
المشاهدة:
تحرك السلك للداخل أو الخارج حسب اتجاهات المجال والتيار
الاستنتاج:
هناك قوة مغناطيسية تؤثر على السلك وهذه القوة عمودية على التيار الاصطلاحي والمجال
تحديد اتجاه القوة (قاعدة اليد اليمنى المفتوحة ) :
اجعل الإبهام يُشير لاتجاه التيار وبقية الأصابع تُشير لاتجاه المجال المغناطيسي فتشير راحة اليد لاتجاه القوة .
العوامل المؤثرة على القوة المغناطيسية المتولدة :
1- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع شدة التيار ( ت )
2- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع طول السلك الذي يتعرض لتأثير المجال المغناطيسي ( ل ).
3- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع شدة المجال المغناطيسي المنتظم (حم) .
4- القوة المغناطيسية تتناسب تعتمد علي الزاوية بين اتجاه التيار والمجال ( ي ).
القانون ( قانون لابلاس ):
من العوامل السابقة نجد أن القوة المغناطيسية المتولدة :
ق = ت × ل × حم × جا ي
1- إذا كان اتجاه التيار عمودي على اتجاه حم فإن : ي = 90 ْ ، جا 90 = 1 ، ق أكبر ما يمكن .
2- إذا كان اتجاه التيار موازي لاتجاه حم فإن : ي = صفر ، جا صفر = صفر ، ق = صفر .
إن المجال المغناطيسي الناشئ عن التيار الكهربي ما هو إلا مجال ناشئ عن حركة الشحنات الكهربية فإن توقفت عن الحركة يزول المجال ولذلك يجب الأخذ فى الاعتبار فى القانون السابق الشحنة والسرعة كالآتي :
ق = ت × ل × حم × جا ي ( * )
ت = ش / ز ........ (1) & ع = ل / ز ل = ع × ز ........ (2)
بالتعويض من ( 1 ) & ( 2 ) في (*) ينتج القوة المغناطيسية :
عندما يتحرك إلكترون عموديا على مجال مغناطيسي فإنه يأخذ مساراً دائريا نصف قطره ( ر ) ويكون :
الغرض منه :
الحصول على جسيمات مشحونة لها نفس السرعة
تركيبه:
مجالين متعامدين أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي ومصدر للشحنات .
نظرية عمله :
عند دخول إلكترون عموديا على مجالين متعامدين أحدهما كهربي شدته ( ج ) والآخر مغناطيسي شدته ( حم ) ولا ينحرف تجاه أي منهما فإن : القوة الكهربية = القوة المغناطيسية ش×ع× حم = ش×ج
حساب سرعة الإلكترون :
من العلاقة ع = ج / حم
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- من خصائص القوة المغناطيسية أنها : ( تؤثر على الشحنات الساكنة - تغير اتجاه حركة الشحنات - تكسب الشحنات تسارع - موازية لاتجاه المجال المغناطيسي ) [1425- 1426]
2- يستخدم جهاز منتخب السرعات للحصول على جسيمات : ( مشحونة مختلفة السرعة – مشحونة لها نفس السرعة – غير مشحونة ومختلفة السرعة – غير مشحونة ولها نفس السرعة ) [1423- 1424]
3- عند زيادة سرعة شحنة تتحرك عموديا على اتجاه مجال مغناطيسي منتظم فإن القوة المؤثرة عليها :
( تزداد – تقل – تبقى ثابتة – تنعدم ) [1423- 1424]
4- في الشكل المجاور سلك حر الحركة ومواز لمستوى الورقة ومتعامد مع خطوط مجال مغناطيسي منتظم متعامد مع سطح الورقة ويخترقها للخارج وبالتالي فإن السلك يتحرك : [1422- 1423ثاني]
(إلى اليمين - مع عقارب الساعة - إلى اليسار - عكس عقارب الساعة )
5- سلك مستقيم طوله ( 0.3 م ) وضع متعامدا على مجال مغناطيسي منتظم شدته (4 × 10 –2 تسلا ) ، إذا مر به تيار شدته ( 2 أمبير ) فإن مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة عليه بالنيوتن تساوي :
( صفر - 2.4 × 10 –2 - 26.7 × 10 –2 - 15) [1424- 1425]
س2 اذكر العوامل المؤثرة علي :
1- مقدار نصف قطر مسار جسيم مشحون يتحرك داخل مجال مغناطيسي ومتعامدا معه [1423- 1424ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- عدد اثنين من العوامل التي تعتمد عليها قوة المغناطيس الكهربائي. [1424- 1425]
.................................................. .................................................. ...
س3 علل ما يأتي فيزيائياً :
1- عدم انحراف جسيم مشحون يتحرك داخل جهاز منتخب السرعات. [1425- 1426]
.................................................. .................................................. ...
2- تنحرف الإبرة المغناطيسية أحياناً إذا وضعت بجوار تيار مستقيم . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
3- سلك موضوع في مجال مغناطيسي منتظم يتحرك عندما يمر فيه تيار كهربائي ؟ [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س 4 ما الغرض من استخدام جهاز منتخب السرعات . [1420- 1421ثاني]
.................................................. .................................................. ...
س 5 مسائل حسابية :
1- إذا دخل إلكترون بسرعة (2 ×10 7 م / ث) عموديا على مجال مغناطيسي منتظم شدته (1.5 تسلا) ، فاحسب القوة التي يتعرض لها هذا الإلكترون. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- احسب سرعة جسيم يمر بجهاز منتخب السرعات بدون انحراف إذا كانت شدة المجال المغناطيسي فيه 0.02 تسلا وشدة المجال الكهربائي 8 × 10 3 نيوتن / كولوم [1422- 1423ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- يمر إلكترون في خط مستقيم داخل جهاز منتخب السرعات بسرعة 10 5 م/ث . إذا كانت شدة المجال المغناطيسي في الجهاز 0.01 تسلا ، فأحسب شدة المجال الكهربائي فيه . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
حل في أوراق خارجية المسائل [4 & 6 & 8كتاب الوزارة ]
الدرس السادس جهاز مطياف الكتلة + مسائل التاريخ / / 1428 هجرية
الغرض منه :
قياس كتلة الجسيمات المشحونة
تركيبه:
مجالين متعامدين أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي ومصدر للشحنات , فيلم حساس .
نظرية عمله :
عند دخول الجسيمات المشحونة مجالاً مغناطيسياً متعامد عليها فإنها تتخذ مساراً دائرياً يعتمد نصف قطره على كتلة الجسيم المشحون .
حساب كتلة الجسيم المشحون :
مقارنة بين القوة الكهربائية والقوة المغناطيسية المؤثرة علي الشحنة
القوة الكهربائية (شحنة داخل مجال كهربائي ) القوة المغناطيسية ( شحنة داخل مجال مغناطيسي )
تؤثر علي الشحنات المتحركة والساكنة تؤثر علي الشحنات المتحركة فقط
تكسب الشحنة سرعة وتسارعا تغير اتجاه حركة الشحنة
موازية لاتجاه المجال الكهربائي عمودية علي اتجاه المجال واتجاه حركة الشحنة
تبذل شغل عندما تؤثر علي شحنة حرة
( لأنها تسبب انتقالها ) لا تقوم بشغل لأن اتجاه القوة عمودي علي اتجاه الحركة
س1 فيم يستخدم جهاز مطياف الكتلة ؟ [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س2 لا يستخدم جهاز مطياف الكتلة لقياس كتل النيترونات الدور الثاني / العام الدراسي [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
الدرس السابع عزم الازدواج + التدفق المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
التجربة :
◄الأدوات :
( مغناطيس على شكل حرف U – مولد – ملف من النحاس – قاطع )
◄الخطوات :
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ............................
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
◄قانون العزم :
◄ العوامل التي يتوقف عليها مقدار العزم :
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
.................................................. .................................................. .......
◄ متي يكون العزم أكبر ما يمكن ومتي يكون مساويا للصفر
.................................................. .................................................. .......
.................................................. .................................................. .......
تعريف التدفق :
هو عدد متجهات الحث المغناطيسي التي تخترق هذا السطح عمودياً عليه .
قانون التدفق :
تعريف الويبر :
هو التدفق المغناطيسي خلال سطح عندما تكون شدة المجال المارة عموديا خلال ام2 من السطح تساوي1 تسلا.
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- ملف قابل للدوران ، موضوع في مجال مغناطيسي عمودي على مستوى الملف ، عندما يمر به تيار ينشأ عنه عزم ازدواج يساوي (الصفر - حم × ت × س- حم × ت - ن × حم × س) [1421- 1422]
2- التدفق المغناطيسي خلال حلقة معدنية لا يعتمد على :
( مساحة الحلقة - شدة المجال المغناطيسي - شكل الحلقة ) [1420- 1421ثاني]
3- يمر تيار شدته ( 5 أمبير ) في ملف مساحته ( 0.6 م2 ) وعدد لفاته ( 30 لفة ) إذا وضع في مجال مغناطيسي منتظم شدته ( 0.3 تسلا ) بحيث يكون مستواه مواز لخطوط المجال فإن عزم الملف بوحدة ( نيوتن . متر ) يساوي : ( صفر - 0.9 - 5.4 - 27 ) [1425- 1426]
س1 ما المقصود بكلا من :
1- التدفق المغناطيسي. [1425- 1426ثاني]
.................................................. .................................................. .....
2- عزم الازدواج = 10 نيوتن × متر
.................................................. .................................................. .....
3- الويبر . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. .....
س3 علل ملف مستطيل الشكل , حر الحركة ، موضوع في مجال مغناطيسي منتظم ، يمر فيه تيار كهربائي و مع ذلك لا يتحرك . ما تفسيرك لذلك ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. .....
1- ملف مساحته 0.01 م2 مكون من لفة واحدة ، يلف داخل مجال مغناطيسي شدته 0.1 تسلا ، و يمر به تيار شدته 2 أمبير . احسب مقدار العزم المؤثر على الملف , إذا علمت أن مستواه يصنع زاوية قدرها 60 مع اتجاه المجال المغناطيسي . [1420- 1421] & [1422- 1423 أرقام مختلفة]
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
2- احسب التدفق المغناطيسي إذا علمت أن شدة المجال المارة عموديا خلال مساحة 2م2 هي 10 تسلا.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
الدرس الثامن مسائل للمراجعة على ما سبق دراسته التاريخ / / 1428 هجرية
1- في جهاز منتخب السرعات كانت شدة المجال المغناطيسي في الجهاز = 5,0تسلا , فاوجد : شدة المجال الكهربائي إذا كانت سرعة البروتون = 4×510 م/ث .
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
2- في جهاز مطياف الكتلة أيون مقدار شحنته 4 كولوم تسارع خلال فترة جهد مقداره 1000 فولت ثم أدخل عموديا علي مجال مغناطيسي منتظم شدته 5,1تسلا احسب: مقدار نصف قطر المسار الذي يسلكه هذا الأيون إذا علمت أن : كتلة الأيون = 67,1 × 10-27 كجم
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
3- ملفان دائريان متحدى المركز وفى مستوى واحد وقطر الأول ضعف قطر الثاني يمر بكل منهما نفس التيار وفى نفس الاتجاه فكان حم1 للملف الخارجي أقل من حم 2 للداخلي وعند عكس اتجاه التيار فى الملف الخارجي قلت كثافة الفيض المغناطيسي الناشئ عنهما عند المركز إلى النصف احسب النسبة بين عدد لفاتهما
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
4- لديك سلك مستقيم طوله 50 سم يمر فيه تيار كهربي شدته 1 أمبير . ولديك فيض مغناطيسي منتظم كثافته 0.2 تسلا كيف تضع هذا السلك بالنسبة للفيض المغناطيسي حتى يتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها 0.05نيوتن .
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
5- سلك طوله 60 سم مر به تيار 5 أمبير وشكل على هيئة مستطيل طوله ضعف عرضه ووضع بحيث كان مستواه موازياً مجال مغناطيسى كثافة فيضه 4 تسلا. احسب العزم المغناطيسى المؤثر عليه.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
6- سلكان مستقيمان متوازيان المسافة بينهما 2متر يمر فى إحداهما تيار شدته ت1 والثاني تيار شدته ت2 فى نفس الاتجاه فكانت كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة فى منتصف المسافة بينهما 10-5 تسلا. أوجد ت1 ، ت2 إذا علمت أن القوة المؤثرة على المتر الواحد من كل من السلكيين 2.4 × 10-4 نيوتن.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
الدرس التاسع تطبيقات على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
استخداماته : الكشف عن ( الأورام – وجود انسداد بالأوعية الدموية – إصابات العمود الفقري )
فكرة عملة : التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي .
علل يفضل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي عن أجهزة الأشعة الأخرى ؟
لأنه أكثرها أمانا ولا يصدر إشعاعات ضارة لجسم الإنسان .
الغرض منه :
قياس تيارات ضعيفة جدا أقل من ميكرو أمبير تصل إلى
(10-10 أمبير ) & تحديد اتجاهها .
فكرة عمله :
عزم الازدواج الناشئ عن التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي .
تركيبة :
مغناطيس قوي على شكل حرف ( u )& ملف قابل للدوران &
نابض ( زنبرك يعمل على إعادة الملف لوضعه الأصلي ) & مؤشر خفيف متصل بالملف
شرح عملة :
عندما يمر تيار فى الملف ينشأ عزم ازدواج بسبب تأثير المجال المغناطيسي يعمل على دوران الملف . ينشأ عزم ازدواج آخر من النابض يقاوم هذا الدوران فيتزن الملف ويتوقف عن الدوران ويشير مؤشر الجلفانومتر لقيمة التيار المراد قياسها .
شرط اتزانه :
تساوي العزمين المتضادين ( العزم الناشئ عن المجال والناشئ عن النابض )
عيوبه :
التيار الكبير قد يؤدي إلى تلفه ( لكبر عزم الملف عن عزم النابض فيتلف النابض وبالتالي الجهاز )
مميزاته :
1- يقس تيارات أقل من الميكرو أمبير
2- لا يتأثر بالعوامل الجوية ( رطوبة وخلافه ) ولا يتأثر بالمغناطيس القريب منه
س1 اختر مما بين الأقواس :
1- من الاستخدامات الطبية لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الكشف عن : [1420- 1421]
( كسور العظام - تصلب العضلات - انسداد الأوعية الدموية - مرض الأنيميا )
2- يرجع تلف النابض في جهاز الجلفانومتر عند مرور تيار كهربائي كبير فيه إلى أن (عزم الملف>عزم النابض
- عزم النابض > عزم الملف - عزم النابض = الصفر- عزم الملف = عزم النابض) [1423- 1424]
3- يشير مؤشر الجلفانومتر إلى شدة التيار المار فيه عندما يكون : [1425- 1426 ثاني]
( عزم النابض > عزم الملف ، عزم النابض = عزم الملف ، عزم النابض < عزم الملف )
س 3 أكمل ما يأتي :
1- من استخدامات جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي .......... و .......... [1423- 1424]
2- شرط اتزان الجلفانومتر ذو الملف المتحرك تساوي .......... مع ..........
س3 علل لما يأتي :
1- سمي الجلفانومتر ذو الملف المتحرك بالجلفانومتر الحساس .
.................................................. .................................................. ...
2- علل يفضل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي عن أجهزة الأشعة الأخرى
.................................................. .................................................. ...
3- لا يصلح الجلفانومتر ذو الملف المتحرك لقياس تيار متردد
.................................................. .................................................. ...
4- لا يصلح الجلفانومتر ذو الملف المتحرك لقياس تيارات كبيرة .
.................................................. .................................................. ...
س4 اذكر وظيفة النابض فى الجلفانومتر الحساس ؟
1-.................................................. .................................................. .
2-.................................................. .................................................. .
3-.................................................. .................................................. .
الدرس العاشر تابع تطبيقات على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
مقارنة بين الأميتر & الفولتميتر
انظر جدول المقارنات رقم ( 2 )
هو عبارة عن جهاز يقيس شدة التيار & فرق الجهد & المقاومة الكهربية عن طريق زالق ( قرص يدار باليد ) لتحويله من جهاز لجهاز آخر .
س 1 أكمل ما يأتي :
1- الجهاز الذي يمكن به قياس فرق الجهد أو شدة التيار أو المقاومة هو .......... [1420- 1421]
2- الأميتر جهاز يستخدم لقياس .......... و الفولتميتر لقياس .......... [1420- 1421 ثاني]
س2 اختر مما بين الأقواس :
1- لتحويل الجلفانومتر إلى أميتر يوصل مع ملفه مقاومة : [1423- 1424 ثاني]
( كبيرة على التوالي ، كبيرة على التوازي ، صغيرة على التوالي ، صغيرة على التوازي )
2-الهدف من إضافة مجزئ التيار في الجلفانومتر (رفع قيمة مقاومة الأميتر- منع التيار من المرور عبر الجلفانومتر- زيادة التيار المار في الجلفانومتر- خفض التيار المار في الجلفانومتر) [1422- 1423 ثاني]
3- للحصول على أميتر نوصل مع ملف الجلفانومتر مقاومة : [1425- 1426]
( صغيرة على التوالي - كبيرة على التوازي - صغيرة على التوازي - كبيرة على التوالي )
س3 أسئلة مقال :
1- ماذا يحدث للجلفانومتر إذا رُبطت معه مقاومة على التوازي ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- اذكر باختصار كيفية تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر . [1419- 1420 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- علل توصل مقاومة كبيرة على التوالي مع الجلفانومتر لتحويله إلى فولتميتر [1420- 1421 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
س 4 مسائل حسابية:
1- جلفانومتر مقاومته 99 أوم يقيس تيار شدته العظمى 0.2 × 10 –3 أمبير رُبط معه مقاومة مفرعة فأصبح بإمكانه قياس تيار شدته العظمى 40 × 10 –3 أمبير . احسب قيمة المقاومة المفرعة. [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- جلفانومتر مقاومته 1 أوم يقيس تيار شدته العظمى 10 – 3 أمبير أوجد قيمة المقاومة اللازم ربطها معه ليقيس فرق جهد أقصاه 20 فولت . [1420- 1421 ثاني] & [1423- 1424] & [1426- 1427]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- جلفانومتر مقاومته 10 أوم لايتحمل تيارا تزيد شدته عن 40 مللي أمبير وصل على التوالى مع ملف مقاومته 8 أوم وعمود كهربي قوته الدافعة الكهربية 1.5 فولت ومقاومته الداخلية مهملة ثم وصل مجزئ تيار على التوازي مع الجلفانومتر وعند غلق الدائرة انحرف مؤشرة 15 قسم من أقسام التدريج فإذا علمت أن الجهاز مقسم إلى 20 قسم أوجد :
[ ا ] فرق الجهد بين طرفى مجزئ التيار [ب] مقاومة مجزئ التيار
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- جلفانومتر حساس مقاومته 5 أوم وأقصى تدريج له 0.5 مللى أمبير وصلت معه على التوازى مقاومة مقدارها 5 أوم أيضاً بحيث كونا معاً جهاز واحد ثم وصلت مقاومة قدرها 1000 أوم على التوالى معه واستخدم الجهاز لقياس فرق الجهد كم يكون أقصى فرق جهد يقيسه
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الحادي عشر الحث الكهرومغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
لقد اكتشف العالم اورستد صدفه أن التيار الكهربي يولد مجالاً مغناطيسياً فهل يستطيع فاراداى إثبات العكس ؟
◄الأدوات :
قضيب مغناطيسي قوي - ملف - ملي أميتر ( جلفانومتر صفر تدريجه فى المنتصف ) .
◄خطوات التجربة & المشاهدة :
عند إدخال المغناطيس بسرعة في الملف عموديا على مستواه ينحرف مؤشر الجلفانومتر لحظيا فى اتجاه معين .
عند إخراج المغناطيس بسرعة خارج الملف ينحرف مؤشر الجلفانومتر فى الاتجاه المضاد .
عند توقف المغناطيس عن الحركة يتوقف مؤشر الجلفانومتر .
◄ الاستنتاج:
تتولد ( فوة محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) وتسمي الظاهرة السابقة بالحث الكهرومغناطيسي .
◄ الحث الكهرومغناطيسي :
هو ظاهرة تولد ( فوه محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) نتيجة قطع موصل لخطوط مجال مغناطيسي
◄ شروط تولد قوة محركة تأثيرية :
وجود موصل دائرته مغلقة
وجود حركة
وجود مغناطيس
◄ تعريفه :
القوة المحركة الكهربية التأثيرية المتولدة فى دائرة تتناسب طرديا مع معدل تغير التدفق بالنسبة للزمن
◄ الصيغة الرياضية :
E ملاحظات هامة :
1- الإشارة السالبة فى قانون فاراداى لها معني فيزيائي فقط لذلك تهمل فى الحسابات و يفسرها لنز .
2- إذا كان التدفق يخترق ملف مكون من عدد ( ن ) من اللفات يكون قانون فاراداى :
◄ تعريف قاعدة لنز : إن اتجاه التيار التأثيري المتولد فى ملف يقاوم السبب الذي أحدثه .
◄ تجربه لتحقيق قاعدة لنز :
نفس تجربة فاراداى ولكن نأخذ فى الاعتبار تحديد القطب الداخل والخارج حتي يتسنى لنا تفسير قانون سبب وضع الإشارة السالبة في قانون فاراداى .
◄ تفسير قاعدة لنز :
عند تقريب القطب الجنوبى للمغناطيس من الملف يتولد فيه تيار كهربى مستحث فى اتجاه معين بحيث يكون قطبا جنوبيا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبى للمغناطيس ( فيقاوم حركة الدخول بالتنافر )
عند إبعاد القطب الجنوبى للمغناطيس من الملف يتولد فى الملف تيار كهربى مستحث فى اتجاه معين بحيث يكون قطبا شماليا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبى للمغناطيس (فيقاوم حركة الخروج بالتجاذب)
E ملاحظات هامة :
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)
س1 علل لما يأتي :
1- عدم انحراف مؤشر جلفانومتر متصل بملف لولبي عند توقف حركة مغناطيس بداخله
[1426- 1427]
.................................................. .................................................. ...
2- انحراف مؤشر الجلفانومتر أثناء حركة المغناطيس في ملف موصل به. [1422- 1423 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
3- قضيب مغناطيسي يتحرك داخل ملف لولبي فينشا في الملف تيار كهربائي ، فإذا توقف القضيب عن الحركة انعدم التيار . [14196- 1420]
.................................................. .................................................. ...
س2 اذكر نص :
1- قانون لنز في الحث الكهرومغناطيسي على .................. [1421- 1422]
.................................................. .................................................. ...
2- قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س3 اختر ما بين الأقواس :
1- ملف لولبي معامل حثه الذاتي 0.05 هنري ، يمر به تيار شدته 2 أمبير إذا انعدم التيار في زمن قدره 0.1 ثانية فإن القوة المحركة التأثيرية المتولدة فيه بالفولت تساوي :
(0.0025 ، 1 ، 20 ) [1425- 1426 ثاني]
2- اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه " نص قانون :
( لابلاس ، لنز ، فاراداي ) [1424- 1425]
س4 أكمل العبارات في القائمة ( أ ) بما يناسبها من القائمة (ب) : [1420- 1421 ثاني]
القائمة ( أ ) القائمة (ب)
1. القوة المغناطيسية المؤثرة على تيار كهربائي مستقيم ( ... ) قانون لنز
2. القوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة متحركة ( ... ) قانون لورنتز
3. اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه ( ... ) قانون لابلاس
الدرس الثاني عشر (قم) التأثيرية فى موصل مستقيم التاريخ / / 1428 هجرية
لقد علمت أنه من شروط تولد قوة محركة تأثيرية وجود موصل دائرته مغلقة مهما اختلف شكله & وجود حركة & وجود مغناطيس .
فإذا تحرك موصل مستقيم أ ب طوله ( ل ) بسبب قوة خارجية بسرعة ( ع ) خلال تدفق مغناطيسي قدرة ( تد ) عموديا عليه فإن تغير المساحة المقطوعة ( س ) ُيغير التدفق ( تد ) ويكون :
تد = حم × س حيث ( جا ي = 1 ، ن =1 )
س = ل × ف ( الطول × العرض ) تد = حم × ل × ف
ويمكن تحديد اتجاه التيار باستخدام قاعدة لنز كما سبق أو قاعدة فلمنج لليد اليسري
1- سلك معدني يتحرك بسرعة ( 16 م / ث ) عموديا على مجال مغناطيسي منتظم شدته ( 1 تسلا ) فتتولد فيه قوة محركة تأثيرية مقدارها ( 4 فولت ) ، احسب طول السلك. [1425- 1426] & [1422- 1423]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- سلك مستقيم طوله 0.5 م يتحرك بسرعة 20 م/ث عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم شدته 0.5 تسلا . أوجد مقدار القوة المحركة التأثيرية المتولدة في السلك . [1420- 1421 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الثالث عشر الحث الذاتي التاريخ / / 1428 هجرية
◄التعريف :
هو ظاهرة تولد تيار تأثيري في ملف نتيجة تغير التدفق المغناطيسي
المحيط بالملف بسبب تغير التيار نتيجة فتح أو غلق الدائرة .
◄التجربة :
نحضر ملف متصل ببطارية ومصباح وقاطع
نغلق الدائرة نلاحظ أن إضاءة المصباح تتأخر نتيجة تولد تيار يعاكس التيار الأصلي أثناء الدخول .
نفتح الدائرة نلاحظ أن المصباح ينطفئ بعد فتره نتيجة تولد تيار يعاكس التيار الأصلي أثناء الخروج .
◄اتجاه التيار المتولد :
يكون التيار المتولد معاكسا للتيار الأصلي ( حسب قاعدة لنز ) مما يؤدي إلي تولد الشرارة .
◄استنتاج القانون :
تد ت تد ت تد = ثا × ت
بالقسمة على ز فيكون
حيث ( ذ ) معامل الحث الذاتي والسالب حسب قاعدة لنز
◄معامل الحث الذاتي :
وحيث أن الملف يكون لولبي
◄وحدة قياسه :
فولت . ثانية / أمبير وتكافئ الهنري
◄تعريف الهنري:
الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة محركة تأثير مقدارها 1 فولت عندما تتغير شدة التيار المار بمعدل 1 أمبير / ثانية
س1 أكمل ما يأتي :
1- وحدة قياس معامل الحث الذاتي لملف تكافئ ( ويبر/ م ، ويبر/ م2 ، ويبر/ أمبير ) [1420- 1421]
2- وحدة قياس معامل الحث الذاتي هي ( تسلا ، هنري ، ويبر/ م2 ، م2/ ويبر ) . [1421- 1422]
3- يرجع بطئ نمو التيار فى الملف الحلزونى إلى ( تولد تيار طردى – تيار عكسى – تغير المقاومة )
س2 المسائل :
1- ملف لولبي معامل حثه الذاتي ( 0.3 هنري ) يمر به تيار شدته ( 0.5 أمبير ) عند فتح الدائرة تلاشى التيار خلال زمن قدره( 10 –2 ث ) احسب مقدار القوة التأثيرية المتولدة في الملف. [1424- 1425]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- أوجد معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه (قم) مستحثة مقدارها 100 فولت عندما تتغير شدة التيار المار فيه من 1 إلى 5 أمبير خلال 0.3 ثانية ؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- ملف لولبى عدد لفاته 200 لفة يمر به تيار شدته 10 أمبير يولد فيض مغناطيسى قدره 0.2 وبر عندما ينعدم احسب معامل الحث الذاتى له؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- ملف حث لولبى طوله 8سم وعدد لفاته 400 لفه ومساحة مقطعه 100 سم2 يمر فيه تيار كهربى شدته 2.1 أمبير ( = 4 × 10-7 فأوجد : [مصر - 1996 ميلادية]
[ ا ] كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة تقع على محوره
[ب] (قم) المستحثة إذا انعدم التيار المار فيه خلال 0.01 ثانية .
[جـ] معامل الحث الذاتي لهذا الملف .
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الرابع عشر تطبيقات على الحث الكهرومغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ الغرض منه :
تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية .
◄ فكرة عمله :
الحث الكهرومغناطيسي
◄ تركيبة :
مغناطيس على شكل حرف u يدور بين قطبية ملف من سلك نحاسي ملفوف حول قلب من الحديد متصل بنهايتي الملف حلقتان و فرشتان ( الفحمات )
◄ شرح عمله
عندما يدور الملف بالحركة الخارجية يقطع خطوط المجال فيتولد فى أسلاكه تيار ينقل للدائرة الخارجية عن طريق الحلاقات والفحمات .
◄ أنواع المولد :
1- مولد يخرج تيار متردد [ AC ]
2- مولد( ُيقوم التيار ) يخرج تيار مستمر [ DC ] ويتم على مرحلتين :
[ ا ] تقويم نصفي باستخدام أنصاف اسطوانات بدلا من الحلقات .
[ب] مقوم تقويم موجي ( شبه كاملاً ) حيث يتم ذلك عن طريق استخدام عدد من الملفات يصل عددها 10 تقريبا ملفات بينهما زوايا صغيره متساوية ( انظر المنحنيات الآتية للتيار )
انظر الرسم داخل الكتاب كنت راسم كل الرسمات ولكن حجم الملف طلع كبير
◄ الغرض منه : تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية .
◄ استخداماته : المروحة والخلاط ومضخة الماء وأجهزة أخري كثيرة .
◄ فكرة عمله : عزم الازدواج المؤثر على ملف موضوع فى مجال كهربي .
◄ تركيبة :
نفس تركيب المولد لأنه جهاز عكوس ولكن تستبدل المقاومة التي تعمل على التيار الخارج بمصدر للتيار . وحتي يكون المحرك جهاز عكوس يجب أن يكون المغناطيس طبيعي وليس كهربي .
س1 علل لما يأتي :
1- يصنع قلب المولد على هيئة شرائح فولاذية معزولة عن بعضها ومتوازية. [1424- 1425] & [25- 26ثاني]
.................................................. .................................................. ...
2- ما فائدة استبدال الحلقتين المعدنيتين في المولد المتردد بحلقة معدنية واحدة مشقوقة نصفين ؟[1423- 24ثاني]
.................................................. .................................................. ...
المولد جهاز عكوس .
.................................................. .................................................. ...
س2أكمل : يتركب الدينامو البسيط من .......... و .......... و ..........
س3 اختر ما بين الأقواس
تعتبر المروحة الكهربائية :( محرك عكوس - مولد عكوس - محرك غير عكوس ) [1423- 24ثاني]
الدرس الخامس عشر المحول الكهربي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ الغرض منه ( استخداماته )
رفع أو خفض الجهد الكهربي & نقل القدرة الكهربية من أماكن التوليد إلى أماكن الاستهلاك .
◄ فكرة عمله :
ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ( الحث المتبادل بين ملفين )
◄ تركيب المحول
ملف ابتدائي متصل بالمصدر المراد خفض أو رفع جهده & ملف ثانوي متصل بالجهاز الكهربائي & الملفين ملفوفين حول قلب من الحديد المطاوع على شكل شرائح معزولة عن بعضها .الملفين متجاورين ويفضل أن يكونا متداخلين حتي لا يتسرب خطوط المجال المغناطيسي دون قطع .
◄ شرح عمله
عند مرور التيار المتردد من المصدر فى الملف الابتدائي يتولد فيه مجال مغناطيسي متغير يقوم الملف الثانوي بقطعه فيتولد فيه قوة محركة تأثيرية كبيرة أو صغيرة عن القوة المحركة المصدر حسب عدد لفات كلا من الملفين
◄ قانون المحول
حيث (جـ 1 ) جهد الملف الابتدائي , (جـ 2 ) جهد الملف الثانوي ,
( ن1 ) عدد لفات الملف الابتدائي , ( ن2 ) عدد لفات الملف الثانوي
◄ أنواع المحولات :
1- محول رافع للجهد ويكون عدد لفات الثانوي أكبر من عدد لفات الابتدائي .
2- محول خافض للجهد ويكون عدد لفات الثانوي أقل من عدد لفات الابتدائي .
◄ ملاحظه هامة جداً :
المحول الرافع للجهد خافض للتيار والعكس وليس لذلك علاقة بقانون أوم . ومن هذا المبدأ يستخدم فى نقل الطاقة من أماكن التوليد لأماكن الاستهلاك .
◄ تبريد المحولات :
ترتفع درجة حرارة المحول بسبب مقاومة أسلاك ملفاته
وبسبب التيارات الدوامية المتولدة في القلب الحديدي , ولذلك تغمر بعض المحولات في زيت لتبريدها .
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- المحول الكهربائي الخافض للجهد ، يكون عدد لفات ملفه الثانوي
( أكبر من - أصغر من - يساوي ) عدد لفات ملف الابتدائي . [1420- 1421]
2- المحول الكهربائي حسب ما درست في المقرر يقوم بتحويل ( التيار المستمر إلى متردد - التيار المتردد إلى مستمر - الطاقة الحركية إلى كهربائية - الجهد المنخفض إلى جهد أعلى. [1421- 1422ثاني]
س2 اكتب كلمة ( صح ) أو ( خطأ ) :
1- يستخدم المحول الكهربائي في تغيير قيمة فرق الجهد الكهربائي . ( .......... ) [1426- 1427]
2- المحول الرافع للجهد عدد لفات ملفه الثانوي أكبر من عدد لفات الابتدائي ( .......... )
س3 نوع المحول المبين في الشكل المجاور هو ................. [1420- 1421]
س4 علل لما يأتي :
1- يجب تبريد المحولات الكبيرة بالزيت .
.................................................. ....................
2- تلف ملفات المحول حول قلب من الحديد المطاوع على شكل شرائح معزولة .
.................................................. .................................................. ....
3- ارتفاع درجة حرارة المحولات .
.................................................. .................................................. ....
س5 عندما يُطلب منك خفض الجهد من ( 120 فولت ) إلى ( 12 فولت ) باستخدام محول عدد لفات ملفه الابتدائي ( 100 لفة ) . فكم تجعل عدد لفات ملفه الثانوي؟ [1423- 1424ثاني]
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
س6 محول عدد لفات ملفه الابتدائي ( 60 لفة ) وعدد لفات ملفه الثانوي ( 120 لفة ) ، إذا كان فرق الجهد بين طرفي الملف الابتدائي( 100 فولت ) ، احسب فرق الجهد بين طرفي الملف الثانوي. [1425- 1426مكرر]
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
حل في أوراق خارجية المسائل [14 & 18 كتاب الوزارة ]
الدرس السادس عشر مراجعه &حل أسئلة كتاب الوزارة التاريخ / / 1428 هجرية
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
الدرس الأول المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
تعريف المغناطيسية :
هي خاصية انجذاب المواد للمغناطيس .
أنواع المغناطيس :
طبيعي : يُستخرج من الأرض وهو خام أكسيد الحديد المغناطيسي [Fe3 O 4 ]
صناعي : يقوم الإنسان بتصنيعه بإحدى ثلاث طرق :
الصهر: حيث يُصهر الحديد فى المعمل ويُصب في قوالب ثم يُعرض لمجال مغناطيسي قوي .
الدلك : وذلك بدلك قطعة من الحديد بقطعة من المغناطيس في اتجاه واحد .
الكهرباء: يلف سلك موصل معزول يمر به تيار كهربي حول قضيب من الحديد المطاوع .
وهذا ما يُسمى ( بالمغناطيس الكهربائي )
ملاحظات هامه : كل ما حدث فى الحالات السابقة ما هو إلا انتظام لثنائيات الأقطاب بعد مغنطتها , حيث يوجد لكل مغناطيس قطبان قطب شمالي ( N ) وقطب جنوبي ( S ) . ولا يُوجد مغناطيس ذو قطب واحد مهما صغر ( لذلك سُمى المغناطيس ثنائي القطب ) .
تقسيم المواد من حيث انجذابها للمغناطيس :
1- مواد تنجذب للمغناطيس القوي والضعيف مثل : الحديد ، النيكل ، الكوبلت .
2- مواد لا تنجذب إلا للمغناطيس القوي فقط مثل : النحاس ، الألمنيوم .
هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس من جميع الجهات والتي يظهر فيها أثر هذا المغناطيس .
بما ُيمثل المجال ؟
يمثل المجال بخطوط وهمية تخيلية لا تتقاطع تسمي خطوط الحث المغناطيسي ( خطوط المجال المغناطيسي )
كيف ( ُتشاهد ) ُتخطط المجال ؟
ورقة بيضاء يوضع أسفلها المغناطيس ثم ننثر عليها برادة حديد ( تتشكل البرادة بشكل خطوط المجال )
أشكال خطوط المجال : منها ما هو ( دائري – مستقيم – بيضاوي )
المجال المغناطيسي كمية متجهه كيف يتم التعرف على اتجاه المجال ؟
باستخدام إبرة مغناطيسية ( بوصلة ) حيث تأخذ اتجاه المماس لخطوط المجال المغناطيسي . ويكون اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من القطب الشمالي للقطب الجنوبي [ N S ]
لاحظ أن الأقطاب المتشابهة تتنافر والأقطاب المختلفة تتجاذب .
تعريف اتجاه المجال المغناطيسي عند نقطة :
هو الاتجاه من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة موضوعة في تلك النقطة .
المجال المغناطيسي المنتظم :
هو المجال الذي تكون شدته ثابتة مقداراً واتجاهاً
أمثلة للمجال المغناطيسي المنتظم :
المجال الناشئ عن ملف لولبي يمر به تيار كهربي , مغناطيس على شكل حرف U , مجال الأرض فى مساحة صغيرة محدودة ( منطقة جدة مثلاً ) في كل ما سبق تكون خطوط المجال مستقيمة متوازية .
شدة المجال المغناطيسي عند نقطة :
التعريف القانون الوحدة الوحدة المكافئة
هي عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز وحدة المساحات من السطح بشكل عمودي .
ويبر
م2
تسلا
س1 أكمل ما يأتي :
1- المغناطيس الطبيعي مثل .......... والصناعي ُيصنع إما .......... و .......... و ..........
2- الاتجاه من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي لإبرة مغناطيسية حرة الحركة عند نقطة في المجال المغناطيسي يمثل .......... [1426- 1427] & [1423- 1424 اختر مابين الأقواس]
3- المنطقة المحيطة بالمغناطيس والتي يظهر فيها أثره هي .......... [1424- 1425]& [1425- 1426 ثاني ]
س2 ما المقصود بأن :
1- شدة المجال المغناطيسي عند نقطة = 5 تسلا
.................................................. .................................................. ...
س3 ما الكميات الفيزيائية التي تقاس بالوحدات الآتية : تسلا ................ [1418- 1419]
س4 اختر ما بين الأقواس:
1- المجال المغناطيسي المنتظم هو المجال الذي تكون : ( قيمته ثابتة واتجاهه متغير - قيمته متغيرة واتجاهه ثابت - قيمته متغيرة واتجاهه متغير - قيمته ثابتة واتجاهه ثابت ) [1422- 1423]
2- يسمى المغناطيس ثنائي القطب لأنه : [1423- 1424 ثاني ]
( لا يمكن أن يكون بقطب واحد ، يحتوي قطبين متشابهين ، يمكن الفصل بين قطبيه )
3- المجال المغناطيسي المنتظم : [1423- 1424 ثاني ]
( ثابت الشدة متغير الاتجاه ، ثابت الشدة والاتجاه ، متغير الشدة ثابت الاتجاه ، متغير الشدة والاتجاه )
الدرس الثاني المجال المغناطيسي للتيار الكهربي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ مقدمة
اكتشف العالم اورستد عندما كان يقوم بالشرح لطلابه فى الجامعة أن البوصلة تنحرف عند تقريبها لسلك يمر به تيار كهربي , كما أكد العالم أمبير أن التيار الكهربى عند مروره فى موصلين متوازيين وقابلين للحركه ينشأ بينهما قوة مغناطيسية متبادله .
وأخيرا عند مرور تيار كهربى فى سلك ( موصل ) يتولد حوله مجال مغناطيسى ويتوقف شكل المجال المغناطيسى ( خطوط المجال ) على شكل السلك سواء كان ( مستقيم – دائرى – لولبى )
مقارنة بين المجال الناشئ عن ( سلك مستقيم – ملف دائري – ملف لولبي )
انظر جدول المقارنات رقم ( 1 )
µ : النفاذية المغناطيسية في الفراغ أو الهواء
تعريفها هي قدرة الوسط على إمرار المجال المغناطيسي فيه قيمتها = 4µ × 10-7
وحدة قياسها مستخدما أي قانون من قوانين الأسلاك الثلاثة ( مستقيم – دائري – لولبي ) استنتج وحدة قياس معامل النفاذية
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
فى الملفات الدائرية واللولبية :
1- طول محيط اللفه هو طول محيط دائرة = 2 π × ر حيث ر نصف القطر
2- طول السلك = 2 π × ر × ن حيث ن عدد اللفات , يمكن غيجاد عدد اللفات من هذا القانون .
3- إذا كان لدينا ملفان متوازيان نجمع أو نطرح ( انظر المقارنات )
4- إذا كان الملفان متعامدين : حم = حم21+ حم22
س1 أكمل الفراغ فيما يأتي :
1- وفق قاعدة اليد اليمنى المقبوضة حول سلك يمر فيه تيار ، الإبهام يشير إلى اتجاه..........، أما بقية الأصابع تشير إلى اتجاه .......... [1425- 1426 ثاني]
2- من العوامل المؤثرة على شدة المجال المغناطيسي عند نقطة والناشئ عن تيار مستقيم ..........و ..........
س2 اختر ما بين الأقواس:
1- شكل خطوط المجال المغناطيسي الناشئ عن تيار يمر في سلك مستقيم عبارة عن : [1422- 1423]
( لولبية متحدة المركز - مستقيمة ومتوازية - دوائر متحدة المركز - منحنية غير متوازية )
2- عند مرور تيار كهربائي في سلك مستقيم فإن شدة المجال المغناطيسي عند نقطة تتناسب عكسيا مع :
( البعد العمودي للنقطة - شدة التيار - معامل نفاذية الوسط ) [1425- 1426 ثاني]
3- شدة المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري تتناسب عكسيا مع : [1426- 1427]
( معامل النفاذية المغناطيسية - شدة التيار الكهربائي - عدد لفات الملف - نصف قطر الملف)
4- شدة المجال المغناطيسي عند نقطة داخل ملف لولبي وعلى محوره تتناسب عكسيا مع: [1424- 1425]
( عدد لفاته - شدة التيار المار به - معامل نفاذية الوسط - طول الملف ) [1422- 1423ثاني]
5- من العوامل المؤثر في قيمة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن تيار لولبي : ( شدة التيار وعدد اللفات - نصف قطرالملف وطوله - مساحة مقطع الملف وطوله - مساحة مقطع الملف وشدة التيار) [1422- 1423]
6- عندما تزيد شدة التيار الكهربائي في ملف لولبي من (ت) إلى (2ت) فإن شدة المجال المغناطيسي بداخله تتغير من حم إلى: (2حم - 0.5حم - 4حم ) [1420- 1421]
[1423- 1424]
س3 مستخدماً سلكاً معدنياً و برادة حديد و بطارية سيارة و ورقاً مقوى . وضح باختصار طريقة عملية للتعرف على شكل المجال المغناطيسي للتيار الخطي . [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س4 ملف دائري يمر فيه تيار ، ماذا يحدث لشدة المجال المغناطيسي المتولد في مركزه إذا انقص عدد لفاته إلى النصف ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س5 في الشكل المقابل مجال مغناطيسي ناشئ عن تيار دائري ، حدد اتجاه المجال المغناطيسي على أحد خطوط المجال المغناطيسي المرسومة . [1421- 1422]
الدرس الثالث مسائل على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
1- سلك معدني مستقيم مر فيه تيار كهربائي فنشأ عنه مجال مغناطيسي شدته 4 × 10 –5 تسلا عند نقطة في الهواء تبعد 0.1 م عن السلك. احسب شدة التيار المار في السلك. [1422- 1423]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- احسب شدة المجال المغناطيسي عند نقطة تبعد 0.2 م عن سلك مستقيم يمر فيه تيار كهربائي شدته 10 أمبير. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- عين كثافة الفيض المغناطيسى عند مركز ملف دائرى نصف قطره 11 سم وعدد لفاته 20 ويمر به تيار كهربى شدته 1.4 علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- مر تيار كهربى فى سلك طوله 26.4 سم منحنى على شكل قوس من دائرة نصف قطرها 5.6سم فكانت كثافة الفيض المغناطيسى الناشئ عند مركز هذه الدائرة 8.25 × 10 –6 تسلا . احسب شدة التيار علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
5- ملف لولبي طوله ( 0.5 م ) وعدد لفاته ( 50 لفة ) يمر به تيار شدته ( 0.1 أمبير ) احسب شدة المجال المغناطيسي عند منتصف محوره. [1423- 1424]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
6- إذا أردنا الحصول على مجال مغناطيسي شدته ( 6.28 × 10 –3 تسلا ) باستخدام تيار كهربائي شدته ( 5 أمبير ) يمر في ملف لولبي . فكم عدد اللفات اللازمة ، إذا كان الطول المتاح للملف ( 0.1 م ) . [1423- 1424 ثاني ]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
7- احسب طول ملف لولبي يتكون من 100 لفة ويمر فيه تيار كهربائي شدته 10 أمبير وينشأ عنه مجال مغناطيسي عند نقطة في داخله وعلى محوره شدته 4 × 10 –3 تسلا. [1422- 1423 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
8- ملف دائري قطر لفاته 10 سم يمر به تيار كهربي يولد مجالاً مغناطيسياً عند مركزه كثافة فيضه 5 ×510 تسلا أبعدت لفاته عن بعضها بانتظام حتى أصبح طوله 20 سم احسب شدة المجال المغناطيسى عند نقطه بداخله وتقع على محوره ؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
9- في الشكل المجاور تيار خطي و ملف دائري نصف قطره (2 سم) و البعد بين مركز الملف و التيار الخطي ( 8 سم ) ، (ت1=2 أمبير ، ت2=40 أمبير) . فإذا كانت محصلة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن التيارين في مركز الملف تساوي صفراً . فما عدد لفاته ؟ علما بأن = 4 × 10 –7 ويبر / أمبير . متر & = 3.14 [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
10- سلك مستقيم لُف على شكل ملف دائرى لفة واحدة وأمر به تيار كهربة ثم لف نفس السلك مرة أخرى على شكل ملف دائرى عدد لفاته 6 لفة وأمر به نفس التيار الكهربى . كم تكون النسبة بين كثافتى الفيض عند مركزى الملفين فى الحالتين .
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
حل في أوراق خارجية المسائل [& كتاب الوزارة ]
الدرس الرابع القوة المتبادلة بين تيارين متوازيين التاريخ / / 1428 هجرية
◄ مقدمة : لاحظ العالم أمبير بعد عدة تجارب أن التيار الكهربى عند مروره فى موصلين متوازيين وقابلين للحركه ينشأ بينهما قوة مغناطيسية متبادله تكون :-
1- تجاذب عندما يكون التيار الكهربى واحد فى السلكين
2- تنافر عندما يكون التيار الكهربى متضاد فى السلكين
مقارنة بين سلكان مستقيمان متوازيان يمر بهما تيار كهربي في
( اتجاه واحد & اتجاهين متضادين )
انظر جدول المقارنات رقم ( 2 )
س1 املأ الفراغ الآتي بما يناسب :
1- إذا مر تيار كهربائي في سلكين متوازيين وفي اتجاهين متعاكسين فإنهما .......... [1425- 1426]
2- إذا مر تيار كهربائي في سلكين متوازيين وفي نفس الاتجاه فإنهما .......... [1424- 1425]
س2 علل لما يأتي فيزيائياً : [1420- 1421 ثاني]
يتنافر سلكان متوازيان عندما يمر فيهما تياران في اتجاهين مختلفين
.................................................. .................................................. ...
س3 في أي النقاط الموضحة بالشكل المجاور ، تكون محصلة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن التيارين ( ت1، ت2 ) مساوية للصفر ؟ [1420- 1421]
.................................................. ..................
.................................................. ..................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س4 سلكان مستقيمان متوازيان يمر في الأول تيار شدته 10 أمبير وفي الثاني تيار شدته 5 أمبير . احسب شدة المجال المغناطيسي عند نقطة بين السلكين تبعد عن الأول 10سم وعن الثاني 20سم عندما يكون التياران في اتجاه واحد . [1421- 1422]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س5 في الشكل المقابل احسب بعد نقطة التعادل عن ( ت1 ) [1426- 1427]
.................................................. ............................
.................................................. ............................
.................................................. ............................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
س6 في الشكل المجاور ، أوجد قيمة ( س ) عندما تكون محصلة المجال المغناطيسي عند النقطة ( أ ) مساوية للصفر. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. ..................
.................................................. ..................
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الخامس القوة المغناطيسية & قانون لورنتز التاريخ / / 1428 هجرية
التجربة :
◄الأدوات : مغناطيس على شكل حرفU ، بطارية، قاطعة ، سلك ، حامل ، مسمار طويل .
◄الخطوات :
1- نوصل الدائرة كما في الشكل ثم نغلق القاطعة فنلاحظ تحرك السلك باتجاه معين .
2- نعكس اتجاه التيار بتغيير توصيل أسلاك البطارية ثم نغلق القاطعة ونلاحظ تحرك السلك باتجاه آخر.
3- نغير مواضع أقطاب المغناطيس بتبديلها ونغلق القاطعة ونلاحظ تحرك السلك باتجاه آخر .
4- نبعد المغناطيس ونغلق القاطعة فنلاحظ عدم تحرك السلك .
المشاهدة:
تحرك السلك للداخل أو الخارج حسب اتجاهات المجال والتيار
الاستنتاج:
هناك قوة مغناطيسية تؤثر على السلك وهذه القوة عمودية على التيار الاصطلاحي والمجال
تحديد اتجاه القوة (قاعدة اليد اليمنى المفتوحة ) :
اجعل الإبهام يُشير لاتجاه التيار وبقية الأصابع تُشير لاتجاه المجال المغناطيسي فتشير راحة اليد لاتجاه القوة .
العوامل المؤثرة على القوة المغناطيسية المتولدة :
1- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع شدة التيار ( ت )
2- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع طول السلك الذي يتعرض لتأثير المجال المغناطيسي ( ل ).
3- القوة المغناطيسية تتناسب طرديا مع شدة المجال المغناطيسي المنتظم (حم) .
4- القوة المغناطيسية تتناسب تعتمد علي الزاوية بين اتجاه التيار والمجال ( ي ).
القانون ( قانون لابلاس ):
من العوامل السابقة نجد أن القوة المغناطيسية المتولدة :
ق = ت × ل × حم × جا ي
1- إذا كان اتجاه التيار عمودي على اتجاه حم فإن : ي = 90 ْ ، جا 90 = 1 ، ق أكبر ما يمكن .
2- إذا كان اتجاه التيار موازي لاتجاه حم فإن : ي = صفر ، جا صفر = صفر ، ق = صفر .
إن المجال المغناطيسي الناشئ عن التيار الكهربي ما هو إلا مجال ناشئ عن حركة الشحنات الكهربية فإن توقفت عن الحركة يزول المجال ولذلك يجب الأخذ فى الاعتبار فى القانون السابق الشحنة والسرعة كالآتي :
ق = ت × ل × حم × جا ي ( * )
ت = ش / ز ........ (1) & ع = ل / ز ل = ع × ز ........ (2)
بالتعويض من ( 1 ) & ( 2 ) في (*) ينتج القوة المغناطيسية :
عندما يتحرك إلكترون عموديا على مجال مغناطيسي فإنه يأخذ مساراً دائريا نصف قطره ( ر ) ويكون :
الغرض منه :
الحصول على جسيمات مشحونة لها نفس السرعة
تركيبه:
مجالين متعامدين أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي ومصدر للشحنات .
نظرية عمله :
عند دخول إلكترون عموديا على مجالين متعامدين أحدهما كهربي شدته ( ج ) والآخر مغناطيسي شدته ( حم ) ولا ينحرف تجاه أي منهما فإن : القوة الكهربية = القوة المغناطيسية ش×ع× حم = ش×ج
حساب سرعة الإلكترون :
من العلاقة ع = ج / حم
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- من خصائص القوة المغناطيسية أنها : ( تؤثر على الشحنات الساكنة - تغير اتجاه حركة الشحنات - تكسب الشحنات تسارع - موازية لاتجاه المجال المغناطيسي ) [1425- 1426]
2- يستخدم جهاز منتخب السرعات للحصول على جسيمات : ( مشحونة مختلفة السرعة – مشحونة لها نفس السرعة – غير مشحونة ومختلفة السرعة – غير مشحونة ولها نفس السرعة ) [1423- 1424]
3- عند زيادة سرعة شحنة تتحرك عموديا على اتجاه مجال مغناطيسي منتظم فإن القوة المؤثرة عليها :
( تزداد – تقل – تبقى ثابتة – تنعدم ) [1423- 1424]
4- في الشكل المجاور سلك حر الحركة ومواز لمستوى الورقة ومتعامد مع خطوط مجال مغناطيسي منتظم متعامد مع سطح الورقة ويخترقها للخارج وبالتالي فإن السلك يتحرك : [1422- 1423ثاني]
(إلى اليمين - مع عقارب الساعة - إلى اليسار - عكس عقارب الساعة )
5- سلك مستقيم طوله ( 0.3 م ) وضع متعامدا على مجال مغناطيسي منتظم شدته (4 × 10 –2 تسلا ) ، إذا مر به تيار شدته ( 2 أمبير ) فإن مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة عليه بالنيوتن تساوي :
( صفر - 2.4 × 10 –2 - 26.7 × 10 –2 - 15) [1424- 1425]
س2 اذكر العوامل المؤثرة علي :
1- مقدار نصف قطر مسار جسيم مشحون يتحرك داخل مجال مغناطيسي ومتعامدا معه [1423- 1424ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- عدد اثنين من العوامل التي تعتمد عليها قوة المغناطيس الكهربائي. [1424- 1425]
.................................................. .................................................. ...
س3 علل ما يأتي فيزيائياً :
1- عدم انحراف جسيم مشحون يتحرك داخل جهاز منتخب السرعات. [1425- 1426]
.................................................. .................................................. ...
2- تنحرف الإبرة المغناطيسية أحياناً إذا وضعت بجوار تيار مستقيم . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
3- سلك موضوع في مجال مغناطيسي منتظم يتحرك عندما يمر فيه تيار كهربائي ؟ [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س 4 ما الغرض من استخدام جهاز منتخب السرعات . [1420- 1421ثاني]
.................................................. .................................................. ...
س 5 مسائل حسابية :
1- إذا دخل إلكترون بسرعة (2 ×10 7 م / ث) عموديا على مجال مغناطيسي منتظم شدته (1.5 تسلا) ، فاحسب القوة التي يتعرض لها هذا الإلكترون. [1425- 1426 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- احسب سرعة جسيم يمر بجهاز منتخب السرعات بدون انحراف إذا كانت شدة المجال المغناطيسي فيه 0.02 تسلا وشدة المجال الكهربائي 8 × 10 3 نيوتن / كولوم [1422- 1423ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- يمر إلكترون في خط مستقيم داخل جهاز منتخب السرعات بسرعة 10 5 م/ث . إذا كانت شدة المجال المغناطيسي في الجهاز 0.01 تسلا ، فأحسب شدة المجال الكهربائي فيه . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
حل في أوراق خارجية المسائل [4 & 6 & 8كتاب الوزارة ]
الدرس السادس جهاز مطياف الكتلة + مسائل التاريخ / / 1428 هجرية
الغرض منه :
قياس كتلة الجسيمات المشحونة
تركيبه:
مجالين متعامدين أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي ومصدر للشحنات , فيلم حساس .
نظرية عمله :
عند دخول الجسيمات المشحونة مجالاً مغناطيسياً متعامد عليها فإنها تتخذ مساراً دائرياً يعتمد نصف قطره على كتلة الجسيم المشحون .
حساب كتلة الجسيم المشحون :
مقارنة بين القوة الكهربائية والقوة المغناطيسية المؤثرة علي الشحنة
القوة الكهربائية (شحنة داخل مجال كهربائي ) القوة المغناطيسية ( شحنة داخل مجال مغناطيسي )
تؤثر علي الشحنات المتحركة والساكنة تؤثر علي الشحنات المتحركة فقط
تكسب الشحنة سرعة وتسارعا تغير اتجاه حركة الشحنة
موازية لاتجاه المجال الكهربائي عمودية علي اتجاه المجال واتجاه حركة الشحنة
تبذل شغل عندما تؤثر علي شحنة حرة
( لأنها تسبب انتقالها ) لا تقوم بشغل لأن اتجاه القوة عمودي علي اتجاه الحركة
س1 فيم يستخدم جهاز مطياف الكتلة ؟ [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س2 لا يستخدم جهاز مطياف الكتلة لقياس كتل النيترونات الدور الثاني / العام الدراسي [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
الدرس السابع عزم الازدواج + التدفق المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
التجربة :
◄الأدوات :
( مغناطيس على شكل حرف U – مولد – ملف من النحاس – قاطع )
◄الخطوات :
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ............................
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
◄قانون العزم :
◄ العوامل التي يتوقف عليها مقدار العزم :
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
.................................................. .................................................. .................................................. .................................................. ..............
.................................................. .................................................. .......
◄ متي يكون العزم أكبر ما يمكن ومتي يكون مساويا للصفر
.................................................. .................................................. .......
.................................................. .................................................. .......
تعريف التدفق :
هو عدد متجهات الحث المغناطيسي التي تخترق هذا السطح عمودياً عليه .
قانون التدفق :
تعريف الويبر :
هو التدفق المغناطيسي خلال سطح عندما تكون شدة المجال المارة عموديا خلال ام2 من السطح تساوي1 تسلا.
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- ملف قابل للدوران ، موضوع في مجال مغناطيسي عمودي على مستوى الملف ، عندما يمر به تيار ينشأ عنه عزم ازدواج يساوي (الصفر - حم × ت × س- حم × ت - ن × حم × س) [1421- 1422]
2- التدفق المغناطيسي خلال حلقة معدنية لا يعتمد على :
( مساحة الحلقة - شدة المجال المغناطيسي - شكل الحلقة ) [1420- 1421ثاني]
3- يمر تيار شدته ( 5 أمبير ) في ملف مساحته ( 0.6 م2 ) وعدد لفاته ( 30 لفة ) إذا وضع في مجال مغناطيسي منتظم شدته ( 0.3 تسلا ) بحيث يكون مستواه مواز لخطوط المجال فإن عزم الملف بوحدة ( نيوتن . متر ) يساوي : ( صفر - 0.9 - 5.4 - 27 ) [1425- 1426]
س1 ما المقصود بكلا من :
1- التدفق المغناطيسي. [1425- 1426ثاني]
.................................................. .................................................. .....
2- عزم الازدواج = 10 نيوتن × متر
.................................................. .................................................. .....
3- الويبر . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. .....
س3 علل ملف مستطيل الشكل , حر الحركة ، موضوع في مجال مغناطيسي منتظم ، يمر فيه تيار كهربائي و مع ذلك لا يتحرك . ما تفسيرك لذلك ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. .....
1- ملف مساحته 0.01 م2 مكون من لفة واحدة ، يلف داخل مجال مغناطيسي شدته 0.1 تسلا ، و يمر به تيار شدته 2 أمبير . احسب مقدار العزم المؤثر على الملف , إذا علمت أن مستواه يصنع زاوية قدرها 60 مع اتجاه المجال المغناطيسي . [1420- 1421] & [1422- 1423 أرقام مختلفة]
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
2- احسب التدفق المغناطيسي إذا علمت أن شدة المجال المارة عموديا خلال مساحة 2م2 هي 10 تسلا.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
الدرس الثامن مسائل للمراجعة على ما سبق دراسته التاريخ / / 1428 هجرية
1- في جهاز منتخب السرعات كانت شدة المجال المغناطيسي في الجهاز = 5,0تسلا , فاوجد : شدة المجال الكهربائي إذا كانت سرعة البروتون = 4×510 م/ث .
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
2- في جهاز مطياف الكتلة أيون مقدار شحنته 4 كولوم تسارع خلال فترة جهد مقداره 1000 فولت ثم أدخل عموديا علي مجال مغناطيسي منتظم شدته 5,1تسلا احسب: مقدار نصف قطر المسار الذي يسلكه هذا الأيون إذا علمت أن : كتلة الأيون = 67,1 × 10-27 كجم
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
3- ملفان دائريان متحدى المركز وفى مستوى واحد وقطر الأول ضعف قطر الثاني يمر بكل منهما نفس التيار وفى نفس الاتجاه فكان حم1 للملف الخارجي أقل من حم 2 للداخلي وعند عكس اتجاه التيار فى الملف الخارجي قلت كثافة الفيض المغناطيسي الناشئ عنهما عند المركز إلى النصف احسب النسبة بين عدد لفاتهما
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
4- لديك سلك مستقيم طوله 50 سم يمر فيه تيار كهربي شدته 1 أمبير . ولديك فيض مغناطيسي منتظم كثافته 0.2 تسلا كيف تضع هذا السلك بالنسبة للفيض المغناطيسي حتى يتأثر بقوة مغناطيسية مقدارها 0.05نيوتن .
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
5- سلك طوله 60 سم مر به تيار 5 أمبير وشكل على هيئة مستطيل طوله ضعف عرضه ووضع بحيث كان مستواه موازياً مجال مغناطيسى كثافة فيضه 4 تسلا. احسب العزم المغناطيسى المؤثر عليه.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
6- سلكان مستقيمان متوازيان المسافة بينهما 2متر يمر فى إحداهما تيار شدته ت1 والثاني تيار شدته ت2 فى نفس الاتجاه فكانت كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة فى منتصف المسافة بينهما 10-5 تسلا. أوجد ت1 ، ت2 إذا علمت أن القوة المؤثرة على المتر الواحد من كل من السلكيين 2.4 × 10-4 نيوتن.
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
.................................................. .................................................. .....
الدرس التاسع تطبيقات على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
استخداماته : الكشف عن ( الأورام – وجود انسداد بالأوعية الدموية – إصابات العمود الفقري )
فكرة عملة : التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي .
علل يفضل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي عن أجهزة الأشعة الأخرى ؟
لأنه أكثرها أمانا ولا يصدر إشعاعات ضارة لجسم الإنسان .
الغرض منه :
قياس تيارات ضعيفة جدا أقل من ميكرو أمبير تصل إلى
(10-10 أمبير ) & تحديد اتجاهها .
فكرة عمله :
عزم الازدواج الناشئ عن التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي .
تركيبة :
مغناطيس قوي على شكل حرف ( u )& ملف قابل للدوران &
نابض ( زنبرك يعمل على إعادة الملف لوضعه الأصلي ) & مؤشر خفيف متصل بالملف
شرح عملة :
عندما يمر تيار فى الملف ينشأ عزم ازدواج بسبب تأثير المجال المغناطيسي يعمل على دوران الملف . ينشأ عزم ازدواج آخر من النابض يقاوم هذا الدوران فيتزن الملف ويتوقف عن الدوران ويشير مؤشر الجلفانومتر لقيمة التيار المراد قياسها .
شرط اتزانه :
تساوي العزمين المتضادين ( العزم الناشئ عن المجال والناشئ عن النابض )
عيوبه :
التيار الكبير قد يؤدي إلى تلفه ( لكبر عزم الملف عن عزم النابض فيتلف النابض وبالتالي الجهاز )
مميزاته :
1- يقس تيارات أقل من الميكرو أمبير
2- لا يتأثر بالعوامل الجوية ( رطوبة وخلافه ) ولا يتأثر بالمغناطيس القريب منه
س1 اختر مما بين الأقواس :
1- من الاستخدامات الطبية لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الكشف عن : [1420- 1421]
( كسور العظام - تصلب العضلات - انسداد الأوعية الدموية - مرض الأنيميا )
2- يرجع تلف النابض في جهاز الجلفانومتر عند مرور تيار كهربائي كبير فيه إلى أن (عزم الملف>عزم النابض
- عزم النابض > عزم الملف - عزم النابض = الصفر- عزم الملف = عزم النابض) [1423- 1424]
3- يشير مؤشر الجلفانومتر إلى شدة التيار المار فيه عندما يكون : [1425- 1426 ثاني]
( عزم النابض > عزم الملف ، عزم النابض = عزم الملف ، عزم النابض < عزم الملف )
س 3 أكمل ما يأتي :
1- من استخدامات جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي .......... و .......... [1423- 1424]
2- شرط اتزان الجلفانومتر ذو الملف المتحرك تساوي .......... مع ..........
س3 علل لما يأتي :
1- سمي الجلفانومتر ذو الملف المتحرك بالجلفانومتر الحساس .
.................................................. .................................................. ...
2- علل يفضل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي عن أجهزة الأشعة الأخرى
.................................................. .................................................. ...
3- لا يصلح الجلفانومتر ذو الملف المتحرك لقياس تيار متردد
.................................................. .................................................. ...
4- لا يصلح الجلفانومتر ذو الملف المتحرك لقياس تيارات كبيرة .
.................................................. .................................................. ...
س4 اذكر وظيفة النابض فى الجلفانومتر الحساس ؟
1-.................................................. .................................................. .
2-.................................................. .................................................. .
3-.................................................. .................................................. .
الدرس العاشر تابع تطبيقات على المجال المغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
مقارنة بين الأميتر & الفولتميتر
انظر جدول المقارنات رقم ( 2 )
هو عبارة عن جهاز يقيس شدة التيار & فرق الجهد & المقاومة الكهربية عن طريق زالق ( قرص يدار باليد ) لتحويله من جهاز لجهاز آخر .
س 1 أكمل ما يأتي :
1- الجهاز الذي يمكن به قياس فرق الجهد أو شدة التيار أو المقاومة هو .......... [1420- 1421]
2- الأميتر جهاز يستخدم لقياس .......... و الفولتميتر لقياس .......... [1420- 1421 ثاني]
س2 اختر مما بين الأقواس :
1- لتحويل الجلفانومتر إلى أميتر يوصل مع ملفه مقاومة : [1423- 1424 ثاني]
( كبيرة على التوالي ، كبيرة على التوازي ، صغيرة على التوالي ، صغيرة على التوازي )
2-الهدف من إضافة مجزئ التيار في الجلفانومتر (رفع قيمة مقاومة الأميتر- منع التيار من المرور عبر الجلفانومتر- زيادة التيار المار في الجلفانومتر- خفض التيار المار في الجلفانومتر) [1422- 1423 ثاني]
3- للحصول على أميتر نوصل مع ملف الجلفانومتر مقاومة : [1425- 1426]
( صغيرة على التوالي - كبيرة على التوازي - صغيرة على التوازي - كبيرة على التوالي )
س3 أسئلة مقال :
1- ماذا يحدث للجلفانومتر إذا رُبطت معه مقاومة على التوازي ؟ [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- اذكر باختصار كيفية تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر . [1419- 1420 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- علل توصل مقاومة كبيرة على التوالي مع الجلفانومتر لتحويله إلى فولتميتر [1420- 1421 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
س 4 مسائل حسابية:
1- جلفانومتر مقاومته 99 أوم يقيس تيار شدته العظمى 0.2 × 10 –3 أمبير رُبط معه مقاومة مفرعة فأصبح بإمكانه قياس تيار شدته العظمى 40 × 10 –3 أمبير . احسب قيمة المقاومة المفرعة. [1419- 1420]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- جلفانومتر مقاومته 1 أوم يقيس تيار شدته العظمى 10 – 3 أمبير أوجد قيمة المقاومة اللازم ربطها معه ليقيس فرق جهد أقصاه 20 فولت . [1420- 1421 ثاني] & [1423- 1424] & [1426- 1427]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- جلفانومتر مقاومته 10 أوم لايتحمل تيارا تزيد شدته عن 40 مللي أمبير وصل على التوالى مع ملف مقاومته 8 أوم وعمود كهربي قوته الدافعة الكهربية 1.5 فولت ومقاومته الداخلية مهملة ثم وصل مجزئ تيار على التوازي مع الجلفانومتر وعند غلق الدائرة انحرف مؤشرة 15 قسم من أقسام التدريج فإذا علمت أن الجهاز مقسم إلى 20 قسم أوجد :
[ ا ] فرق الجهد بين طرفى مجزئ التيار [ب] مقاومة مجزئ التيار
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- جلفانومتر حساس مقاومته 5 أوم وأقصى تدريج له 0.5 مللى أمبير وصلت معه على التوازى مقاومة مقدارها 5 أوم أيضاً بحيث كونا معاً جهاز واحد ثم وصلت مقاومة قدرها 1000 أوم على التوالى معه واستخدم الجهاز لقياس فرق الجهد كم يكون أقصى فرق جهد يقيسه
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الحادي عشر الحث الكهرومغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
لقد اكتشف العالم اورستد صدفه أن التيار الكهربي يولد مجالاً مغناطيسياً فهل يستطيع فاراداى إثبات العكس ؟
◄الأدوات :
قضيب مغناطيسي قوي - ملف - ملي أميتر ( جلفانومتر صفر تدريجه فى المنتصف ) .
◄خطوات التجربة & المشاهدة :
عند إدخال المغناطيس بسرعة في الملف عموديا على مستواه ينحرف مؤشر الجلفانومتر لحظيا فى اتجاه معين .
عند إخراج المغناطيس بسرعة خارج الملف ينحرف مؤشر الجلفانومتر فى الاتجاه المضاد .
عند توقف المغناطيس عن الحركة يتوقف مؤشر الجلفانومتر .
◄ الاستنتاج:
تتولد ( فوة محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) وتسمي الظاهرة السابقة بالحث الكهرومغناطيسي .
◄ الحث الكهرومغناطيسي :
هو ظاهرة تولد ( فوه محركة كهربية لحظية تأثيرية مستحثة ) نتيجة قطع موصل لخطوط مجال مغناطيسي
◄ شروط تولد قوة محركة تأثيرية :
وجود موصل دائرته مغلقة
وجود حركة
وجود مغناطيس
◄ تعريفه :
القوة المحركة الكهربية التأثيرية المتولدة فى دائرة تتناسب طرديا مع معدل تغير التدفق بالنسبة للزمن
◄ الصيغة الرياضية :
E ملاحظات هامة :
1- الإشارة السالبة فى قانون فاراداى لها معني فيزيائي فقط لذلك تهمل فى الحسابات و يفسرها لنز .
2- إذا كان التدفق يخترق ملف مكون من عدد ( ن ) من اللفات يكون قانون فاراداى :
◄ تعريف قاعدة لنز : إن اتجاه التيار التأثيري المتولد فى ملف يقاوم السبب الذي أحدثه .
◄ تجربه لتحقيق قاعدة لنز :
نفس تجربة فاراداى ولكن نأخذ فى الاعتبار تحديد القطب الداخل والخارج حتي يتسنى لنا تفسير قانون سبب وضع الإشارة السالبة في قانون فاراداى .
◄ تفسير قاعدة لنز :
عند تقريب القطب الجنوبى للمغناطيس من الملف يتولد فيه تيار كهربى مستحث فى اتجاه معين بحيث يكون قطبا جنوبيا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبى للمغناطيس ( فيقاوم حركة الدخول بالتنافر )
عند إبعاد القطب الجنوبى للمغناطيس من الملف يتولد فى الملف تيار كهربى مستحث فى اتجاه معين بحيث يكون قطبا شماليا عند طرف الملف المواجه للقطب الجنوبى للمغناطيس (فيقاوم حركة الخروج بالتجاذب)
E ملاحظات هامة :
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)
س1 علل لما يأتي :
1- عدم انحراف مؤشر جلفانومتر متصل بملف لولبي عند توقف حركة مغناطيس بداخله
[1426- 1427]
.................................................. .................................................. ...
2- انحراف مؤشر الجلفانومتر أثناء حركة المغناطيس في ملف موصل به. [1422- 1423 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
3- قضيب مغناطيسي يتحرك داخل ملف لولبي فينشا في الملف تيار كهربائي ، فإذا توقف القضيب عن الحركة انعدم التيار . [14196- 1420]
.................................................. .................................................. ...
س2 اذكر نص :
1- قانون لنز في الحث الكهرومغناطيسي على .................. [1421- 1422]
.................................................. .................................................. ...
2- قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي . [1420- 1421]
.................................................. .................................................. ...
س3 اختر ما بين الأقواس :
1- ملف لولبي معامل حثه الذاتي 0.05 هنري ، يمر به تيار شدته 2 أمبير إذا انعدم التيار في زمن قدره 0.1 ثانية فإن القوة المحركة التأثيرية المتولدة فيه بالفولت تساوي :
(0.0025 ، 1 ، 20 ) [1425- 1426 ثاني]
2- اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه " نص قانون :
( لابلاس ، لنز ، فاراداي ) [1424- 1425]
س4 أكمل العبارات في القائمة ( أ ) بما يناسبها من القائمة (ب) : [1420- 1421 ثاني]
القائمة ( أ ) القائمة (ب)
1. القوة المغناطيسية المؤثرة على تيار كهربائي مستقيم ( ... ) قانون لنز
2. القوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة متحركة ( ... ) قانون لورنتز
3. اتجاه التيار التأثيري المتولد في ملف يقاوم السبب الذي أحدثه ( ... ) قانون لابلاس
الدرس الثاني عشر (قم) التأثيرية فى موصل مستقيم التاريخ / / 1428 هجرية
لقد علمت أنه من شروط تولد قوة محركة تأثيرية وجود موصل دائرته مغلقة مهما اختلف شكله & وجود حركة & وجود مغناطيس .
فإذا تحرك موصل مستقيم أ ب طوله ( ل ) بسبب قوة خارجية بسرعة ( ع ) خلال تدفق مغناطيسي قدرة ( تد ) عموديا عليه فإن تغير المساحة المقطوعة ( س ) ُيغير التدفق ( تد ) ويكون :
تد = حم × س حيث ( جا ي = 1 ، ن =1 )
س = ل × ف ( الطول × العرض ) تد = حم × ل × ف
ويمكن تحديد اتجاه التيار باستخدام قاعدة لنز كما سبق أو قاعدة فلمنج لليد اليسري
1- سلك معدني يتحرك بسرعة ( 16 م / ث ) عموديا على مجال مغناطيسي منتظم شدته ( 1 تسلا ) فتتولد فيه قوة محركة تأثيرية مقدارها ( 4 فولت ) ، احسب طول السلك. [1425- 1426] & [1422- 1423]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- سلك مستقيم طوله 0.5 م يتحرك بسرعة 20 م/ث عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم شدته 0.5 تسلا . أوجد مقدار القوة المحركة التأثيرية المتولدة في السلك . [1420- 1421 ثاني]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الثالث عشر الحث الذاتي التاريخ / / 1428 هجرية
◄التعريف :
هو ظاهرة تولد تيار تأثيري في ملف نتيجة تغير التدفق المغناطيسي
المحيط بالملف بسبب تغير التيار نتيجة فتح أو غلق الدائرة .
◄التجربة :
نحضر ملف متصل ببطارية ومصباح وقاطع
نغلق الدائرة نلاحظ أن إضاءة المصباح تتأخر نتيجة تولد تيار يعاكس التيار الأصلي أثناء الدخول .
نفتح الدائرة نلاحظ أن المصباح ينطفئ بعد فتره نتيجة تولد تيار يعاكس التيار الأصلي أثناء الخروج .
◄اتجاه التيار المتولد :
يكون التيار المتولد معاكسا للتيار الأصلي ( حسب قاعدة لنز ) مما يؤدي إلي تولد الشرارة .
◄استنتاج القانون :
تد ت تد ت تد = ثا × ت
بالقسمة على ز فيكون
حيث ( ذ ) معامل الحث الذاتي والسالب حسب قاعدة لنز
◄معامل الحث الذاتي :
وحيث أن الملف يكون لولبي
◄وحدة قياسه :
فولت . ثانية / أمبير وتكافئ الهنري
◄تعريف الهنري:
الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة محركة تأثير مقدارها 1 فولت عندما تتغير شدة التيار المار بمعدل 1 أمبير / ثانية
س1 أكمل ما يأتي :
1- وحدة قياس معامل الحث الذاتي لملف تكافئ ( ويبر/ م ، ويبر/ م2 ، ويبر/ أمبير ) [1420- 1421]
2- وحدة قياس معامل الحث الذاتي هي ( تسلا ، هنري ، ويبر/ م2 ، م2/ ويبر ) . [1421- 1422]
3- يرجع بطئ نمو التيار فى الملف الحلزونى إلى ( تولد تيار طردى – تيار عكسى – تغير المقاومة )
س2 المسائل :
1- ملف لولبي معامل حثه الذاتي ( 0.3 هنري ) يمر به تيار شدته ( 0.5 أمبير ) عند فتح الدائرة تلاشى التيار خلال زمن قدره( 10 –2 ث ) احسب مقدار القوة التأثيرية المتولدة في الملف. [1424- 1425]
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
2- أوجد معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه (قم) مستحثة مقدارها 100 فولت عندما تتغير شدة التيار المار فيه من 1 إلى 5 أمبير خلال 0.3 ثانية ؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
3- ملف لولبى عدد لفاته 200 لفة يمر به تيار شدته 10 أمبير يولد فيض مغناطيسى قدره 0.2 وبر عندما ينعدم احسب معامل الحث الذاتى له؟
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
4- ملف حث لولبى طوله 8سم وعدد لفاته 400 لفه ومساحة مقطعه 100 سم2 يمر فيه تيار كهربى شدته 2.1 أمبير ( = 4 × 10-7 فأوجد : [مصر - 1996 ميلادية]
[ ا ] كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة تقع على محوره
[ب] (قم) المستحثة إذا انعدم التيار المار فيه خلال 0.01 ثانية .
[جـ] معامل الحث الذاتي لهذا الملف .
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
.................................................. .................................................. ...
الدرس الرابع عشر تطبيقات على الحث الكهرومغناطيسي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ الغرض منه :
تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية .
◄ فكرة عمله :
الحث الكهرومغناطيسي
◄ تركيبة :
مغناطيس على شكل حرف u يدور بين قطبية ملف من سلك نحاسي ملفوف حول قلب من الحديد متصل بنهايتي الملف حلقتان و فرشتان ( الفحمات )
◄ شرح عمله
عندما يدور الملف بالحركة الخارجية يقطع خطوط المجال فيتولد فى أسلاكه تيار ينقل للدائرة الخارجية عن طريق الحلاقات والفحمات .
◄ أنواع المولد :
1- مولد يخرج تيار متردد [ AC ]
2- مولد( ُيقوم التيار ) يخرج تيار مستمر [ DC ] ويتم على مرحلتين :
[ ا ] تقويم نصفي باستخدام أنصاف اسطوانات بدلا من الحلقات .
[ب] مقوم تقويم موجي ( شبه كاملاً ) حيث يتم ذلك عن طريق استخدام عدد من الملفات يصل عددها 10 تقريبا ملفات بينهما زوايا صغيره متساوية ( انظر المنحنيات الآتية للتيار )
انظر الرسم داخل الكتاب كنت راسم كل الرسمات ولكن حجم الملف طلع كبير
◄ الغرض منه : تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية .
◄ استخداماته : المروحة والخلاط ومضخة الماء وأجهزة أخري كثيرة .
◄ فكرة عمله : عزم الازدواج المؤثر على ملف موضوع فى مجال كهربي .
◄ تركيبة :
نفس تركيب المولد لأنه جهاز عكوس ولكن تستبدل المقاومة التي تعمل على التيار الخارج بمصدر للتيار . وحتي يكون المحرك جهاز عكوس يجب أن يكون المغناطيس طبيعي وليس كهربي .
س1 علل لما يأتي :
1- يصنع قلب المولد على هيئة شرائح فولاذية معزولة عن بعضها ومتوازية. [1424- 1425] & [25- 26ثاني]
.................................................. .................................................. ...
2- ما فائدة استبدال الحلقتين المعدنيتين في المولد المتردد بحلقة معدنية واحدة مشقوقة نصفين ؟[1423- 24ثاني]
.................................................. .................................................. ...
المولد جهاز عكوس .
.................................................. .................................................. ...
س2أكمل : يتركب الدينامو البسيط من .......... و .......... و ..........
س3 اختر ما بين الأقواس
تعتبر المروحة الكهربائية :( محرك عكوس - مولد عكوس - محرك غير عكوس ) [1423- 24ثاني]
الدرس الخامس عشر المحول الكهربي التاريخ / / 1428 هجرية
◄ الغرض منه ( استخداماته )
رفع أو خفض الجهد الكهربي & نقل القدرة الكهربية من أماكن التوليد إلى أماكن الاستهلاك .
◄ فكرة عمله :
ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ( الحث المتبادل بين ملفين )
◄ تركيب المحول
ملف ابتدائي متصل بالمصدر المراد خفض أو رفع جهده & ملف ثانوي متصل بالجهاز الكهربائي & الملفين ملفوفين حول قلب من الحديد المطاوع على شكل شرائح معزولة عن بعضها .الملفين متجاورين ويفضل أن يكونا متداخلين حتي لا يتسرب خطوط المجال المغناطيسي دون قطع .
◄ شرح عمله
عند مرور التيار المتردد من المصدر فى الملف الابتدائي يتولد فيه مجال مغناطيسي متغير يقوم الملف الثانوي بقطعه فيتولد فيه قوة محركة تأثيرية كبيرة أو صغيرة عن القوة المحركة المصدر حسب عدد لفات كلا من الملفين
◄ قانون المحول
حيث (جـ 1 ) جهد الملف الابتدائي , (جـ 2 ) جهد الملف الثانوي ,
( ن1 ) عدد لفات الملف الابتدائي , ( ن2 ) عدد لفات الملف الثانوي
◄ أنواع المحولات :
1- محول رافع للجهد ويكون عدد لفات الثانوي أكبر من عدد لفات الابتدائي .
2- محول خافض للجهد ويكون عدد لفات الثانوي أقل من عدد لفات الابتدائي .
◄ ملاحظه هامة جداً :
المحول الرافع للجهد خافض للتيار والعكس وليس لذلك علاقة بقانون أوم . ومن هذا المبدأ يستخدم فى نقل الطاقة من أماكن التوليد لأماكن الاستهلاك .
◄ تبريد المحولات :
ترتفع درجة حرارة المحول بسبب مقاومة أسلاك ملفاته
وبسبب التيارات الدوامية المتولدة في القلب الحديدي , ولذلك تغمر بعض المحولات في زيت لتبريدها .
س1 اختر ما بين الأقواس :
1- المحول الكهربائي الخافض للجهد ، يكون عدد لفات ملفه الثانوي
( أكبر من - أصغر من - يساوي ) عدد لفات ملف الابتدائي . [1420- 1421]
2- المحول الكهربائي حسب ما درست في المقرر يقوم بتحويل ( التيار المستمر إلى متردد - التيار المتردد إلى مستمر - الطاقة الحركية إلى كهربائية - الجهد المنخفض إلى جهد أعلى. [1421- 1422ثاني]
س2 اكتب كلمة ( صح ) أو ( خطأ ) :
1- يستخدم المحول الكهربائي في تغيير قيمة فرق الجهد الكهربائي . ( .......... ) [1426- 1427]
2- المحول الرافع للجهد عدد لفات ملفه الثانوي أكبر من عدد لفات الابتدائي ( .......... )
س3 نوع المحول المبين في الشكل المجاور هو ................. [1420- 1421]
س4 علل لما يأتي :
1- يجب تبريد المحولات الكبيرة بالزيت .
.................................................. ....................
2- تلف ملفات المحول حول قلب من الحديد المطاوع على شكل شرائح معزولة .
.................................................. .................................................. ....
3- ارتفاع درجة حرارة المحولات .
.................................................. .................................................. ....
س5 عندما يُطلب منك خفض الجهد من ( 120 فولت ) إلى ( 12 فولت ) باستخدام محول عدد لفات ملفه الابتدائي ( 100 لفة ) . فكم تجعل عدد لفات ملفه الثانوي؟ [1423- 1424ثاني]
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
س6 محول عدد لفات ملفه الابتدائي ( 60 لفة ) وعدد لفات ملفه الثانوي ( 120 لفة ) ، إذا كان فرق الجهد بين طرفي الملف الابتدائي( 100 فولت ) ، احسب فرق الجهد بين طرفي الملف الثانوي. [1425- 1426مكرر]
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
حل في أوراق خارجية المسائل [14 & 18 كتاب الوزارة ]
الدرس السادس عشر مراجعه &حل أسئلة كتاب الوزارة التاريخ / / 1428 هجرية
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....
.................................................. .................................................. ....