ملتقى الفيزيائيين العرب

ملتقى الفيزيائيين العرب (http://www.phys4arab.net/vb/index.php)
-   الصف الثالث الثانوي (http://www.phys4arab.net/vb/forumdisplay.php?f=24)
-   -   الكهروطيسية (http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=23104)

ياسمين 02-03-2008 00:20

الكهروطيسية
 
الكهروطيسية
الكهروطيسية هي القوة التي تجعل التيارات الكهربائية تولد مجالات مغنطيسية . غالباً ما يكون أثر هذه العملية غير مرغوب فيه . كالتيار الذي يمر في أحدى قطع سفينة أو احد كبلاتها . محدثاً مغنطيسية تجعل إبرة البوصة تنحرف . وكثيراً مايحدث هذا دون أن ينتبه له أحد لضعفه . لكن الكهرباء تُستعمل أحياناً عن قصد لإحداث مجالات مغنطيسية شديدة . كما في المغنطيسات الكهربائية التي تستخدم لرفع خردة الحديد .
التيار الكهربائي والدفق المغنطيسي
تقاس شدة المجال المغنطيسي بخطوط الدفق او وحدات " فيبر " تظهر هذه الخطوط حالما يجري التيار الكهربائي ، لأن هناك علاقة نسبية بسيطة ، في الهواء الطلق ، بين التيار الكهربائي والدفق المغنطيسي . فاذا اعطينا سلكاً مستقيماً يحمل تياراً شكل حلقة . ولم يكن شعاع دائرة الحلقة كبيراً . فان تركيز الدفق المغنطيسي يزداد . حتى لو لم نقوي التيار الكهربائي .

يمكن زيادة شدة التركيز باستعمال دوائر عدة من السلك تكون بجموعها ملفاً (5ت) . في نقطة كثافة الدفق القصوى ( أي العدد الاقصى من خطوط الدفق في وحدة المساحة ) تكون العلاقة بين شدة التيار الكهربائي ( ش ت ) وعدد دورات السلك (د) والدفق المغنطيسي (د م ) قائمة على القاعدة ان ش ت × د تتناسب مع دم . الدورات الاضافية للسلك هي مجرد طريقة لجعل التيار ذاته يجري أكثر من مرة واحدة ، بحيث يصبح جريان 12 أمبير في 3 دوائر له الأثر المغنطيسي ذاته الذي يحدثه تيار شدته 3 امبيرات يجري في 12 دائرة .
الملف اللولبي هو الاسم الذي يعطى لملف من السلك صنع لاحداث مجال مغنطيسي . يُلف هذا الملف على حديد ( ملف ذي قلب حديدي ) أو على مادة غير مغنطيسية ( ملف ذي قلب هوائي ) .
عندما يحُدث تيار كهربائي مجالاً مغنطيسياً في الحديد . تتحرك في هذا المعدن جسيمات الميادين المجهرية لتنتظم في صف متواز مع المجال . وبما أنه من السهل على الدفق المغنطيسي المرور في الحديد . فالتيار ينتج المزيد من الدفق في وحدة مساحة المقطع . أي ان كثافة الدفق تشتد .

الحدود القصوى للمجالات

للملف اللولبي الحديدي القلب مجال مغنطيسي أشد قوة بكثير من مجال الملف الهوائي القلب . إلا ان خصائص الحديد تضع حدوداً لقوته .
يمكن للمجال المغنطيسي المتغير توليد تيار كهربائي . تماماً كما يولد التيار مجالاً مغناطيسياً . عندما يتحرك مغنطيس باتجاه موصل تستحث خطوط الدفق الجارية في المنطقة المحيطة بالموصل قوة دفع كهربائية ( توتراً كهربائياً ) . تتوقف قطبية التوتر المستحث على قطبية حركة الدفق واتجاها .

يكون أثر الحث في ملف لولبي أكبر منه في دائرة واحدة . وهو يتناسب طرداً مع عدد لفات السلك . كذلك اذا كان الملف ذا قلب حديدي . يكون التوتر المستحث أكبر مما يكون عليه في الملف ذي القلب الهوائي . لأن تغيرات الدفق تكون أكبر .

كيفية إنتاج القدرة
تنتج المولدات الكهربائية تياراً بتطبيق هذه المبادئ بالذات
و بناء على هذه المبادئ صمم الفرنسي هيبو الفرنسي بيكسي مولداً للكهرباء . عام 1883 . مؤلفا من مغنطيس نضوي يلامس طرفاه ملفين يدار المغنطيس بمجموعة مسننات تحرك يدويا . فستحث بدورانه توترا متناوبا في الملفين . اضيف اليه فيما بعد مبدل يمكن من يمكن من التقاط التوتر الموجب على جهة والسالب على الجهة الأخرى فيتولد بذلك تيار مستمر .
فالمولدات اساساً . مغنطيس يدور بين ملفات .
http://www.gulfup.com/up/jpgfiles/H9H08156.jpg

ياسمين 02-03-2008 00:34

رد: الكهروطيسية
 
تتوقف قوة التوتر المستحث على العوامل المذكورة سابقاً . أي قوة المغنطيس وسرعة دورانه ( التي تحدد معدل تغير الدفق ) .
تسمح العلاقة بين التيار في الموصل والدفق المغنطيسي باستخدام جريان تيار كهربائي في مجال مغنطيسي لاحداث الحركة . هذا هو المبدأ الذي تعمل بموجبه المحركات وبعض آلات القياس الكهربائية

http://www.alnajafalashraf.net/magtw.../n21matha3.jpg
يتألف مكبر الصوت عادة من مغنطيس دائم (ا) يولد مجالا مغنطيسيا يكون فيه ملف (2) ملتصق بمخروط ليفي (3) في وضع متوازن . لكن بمقدوره التحرك على الامام والى الوراء . يغذي الملف تيار كهربائي متغير آت من مضخم . فيتولد في الملف من جراء ذلك دفق مغنطيسي متغير . هذا الدفق يتفاعل مع مجال المغنطيس الدائم فيجعل الملف ومعه الخروط يتحرك جيئة وذهابا . محدثا الصوت
لكن هذا يقتضي توفير قدرة كهربائية لاحداث حركة تقاوم القوة الميكانيكة .
يمكن اليوم توليد مجالات مغنطيسية أكثر شدة من تلك التي كانت معروفة سابقاً . وذلك بواسطة فرط الموصلية ، وهي خاصية انعدام المقاومة الكهربائية في بعض المعادن عندما تقترب درجة حرارتها من الصفر المطلق . هذه المجالات المغنطيسية الضخمة تفتح مجالاً للأمل في الحصول على وسائل لرفع الأثقال كهرطيسياً وعلى أشكال جديدة من المحركات والمولدات تعطي مردوداً عالياً بتكاليف متدنية .
أوجه استعمال المغنطيسات

المغنطيسات الدائمة والمغنطيسات الكهربائية هي النوعان الرئيسيان للمغنطيسات المستعملة في مختلف الأجهزة .

المجال المغنطيسي

إمكانية اضعاف المجال المغنطيسي ( أو قطعه ) تستخدم لصنع عدد من الاجهزة المهمة التي يكون الحصول عليها بطرائق أخرى صعباً أو باهظ الكلفة . لا يمكن قطع المجال في المغنطيس الدائم بدون تعطيله ، الا أنه من الممكن تحويل اتجاهه فقط .

ياسمين 02-03-2008 00:42

رد: الكهروطيسية
 
القابضة المغنطيسية
القابضة المغنطيسية هي أفضل مثل على تحويل اتجاه المجال المغنطيسي . انها جهاز لشد المعادن الحديدية بإحكام إلى طاولة الشغل .
تحتوي القابضة على عدد من القضبان المغنطيسية مثبتة على سطح لوحة معدنية قابلة للتحريك . تكون فيها الاقطاب الشمالية والجنوبية للقضبان متجهة رأسياً . تتكون اللوحة المعدنية من مادة خصائصها المغنطيسية ضعيفة . وتركب عليها اقطاب المغنطيسات متعاكسة الاتجاه ( الشمالي والجنوبي ) بالتناوب ومفصولة بعضها عن بعض قليلاً .
توضع لوحة معدنية ثانية فوق مجموعة المغنطيسات . تكون فيها قطع حديدية مطاوعة تتناظر مواقعها مع مواقع المغنطيسات المثبتة في اللوحة الاساسية .
عندما توضع قطعة الشغل على اللوحة العليا . يجري الدفق المغنطيسي الدائر بين القطع الحديدية المطاوعة والمغنطيسات الرئيسية في القطعة ، فتنجذب على المغنطيسات وتثبت في موضعها . يكفي ازاحة اللوحة السفلى أفقياً . فيلغي التناظر بين اقطاب المغنطيسات وقطع الحديد الموجودة في اللوحة العليا . فينحرف الدفق المغنطيسي عن قطعة الشغل تاركاً إياها طليقة .
المغنطيسات في السكك الحديدية

كثيراً ماتستعمل سكك الحديد نظاما لتأمين السلامة يقوم على التعاون بين المغنطيسات الدائمة والكهربائية . يركز مغنطيس دائم قوي قريباً من الخط على مسافة مدروسة من الإشارات . عندما تمر عربة القطار الاولى فوق هذا المغنطيس . يؤثر ذلك في قضيب مغنطيسي دائم يدور على محور في عربة القطار ، فيتأرجح بزاوية صغيرة ثم يستقر في وضعه الجديد . حركة القضيب المغنطيسي هذه تفتح التيار الكهربائي . فيرن جرس تنبيه صاخب . إنذاراً بالخطر . بعد بضع ثوان . تمر العربة فوق كهرطيس موصول بالاشارات . فاذا كانت الاشارات تدل على ان الطريق " سالكة " ينشط الكهرطيس فيحرك القضيب المغنطيسي في العربة ويعيده الى موقعه الاصلي . فينقطع صفير الخطر . لكن اذا عطت الاشارات علامة : " قف " أو " احترس " فلا ينشط الكهرطيس . وبعد فترة قليلة مدروسة تعمل المكابح آلياً ومن تلقاء ذاتها . اذا قصر السائق عن ضغطها . فتقف العربة في مكانها . تنشط الدائرة الكهربائية الخاصة بتوقيت عمل المكابح ( وكذلك التبيه الصوتي ) ابتداء من اللحظة التي يتحرك فيها القضيب المغنطيسي في العربة . فإذا رجع القضيب على موقعه الاصلي . لا تعمل المكابح فتواصل العربة سرها .

آلات القياس والطب


هناك ظاهرة كهربائية تتعلق بالمجالات المغناطيسية ، هي التيار الدوامي . فعندما تكون حركة نسبية قائمة بين موصل كهربائي ( ليس ضرورياً أن يكون ذا خصائص مغنطيسية ) ومجال مغنطيسي . فإن ذلك يستحث تيارات دوامية .هذه بدورها تولد مجالاً مغناطيسياً ذا قطبية معاكسة ، فيسبب التجاذب بين الاقطاب المتعاكسة ميلا لدى الموصل والمجال المغنطيسي الاصلي للتحرك معاً ، مادامت الحركة مستمرة . هذا المبدأ هو في اساس جهاز قياس سرعة السيارة ،وفي جهاز قياس استهلاك الكهرباء في المنازل الذي يقيس كمية الكهرباء المستهلكة بالواطات في الساعة . فعندما يكون التيار مفتوحاً فأنه يمر في ملفات تنشيط مغنطيسات من شأنها أن تدير قرصا يكون متصلاً بعداد يعطي عدد الكيلواطات بالساعة .

عادل الثبيتي 02-03-2008 18:03

رد: الكهروطيسية
 
يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيـــــــــــراً ،،،

درة 03-03-2008 17:25

رد: الكهروطيسية
 
الأخوه والأخوات الكرام أرجو تزويدي بتطبيقات عمليه من حياتنا اليوميه لتأثير مجال مغناطيسي على ملف مستطيل يمر به تيار كهربائي.

ناصر اللحياني 03-03-2008 18:29

رد: الكهروطيسية
 
بارك الله فيك يا أستاذة ياسمين على هذا الموضوع القيّم ،

ولدي إضافة بسيطة قرأتها من إحدى ردود د.سعيد صباغ ، وهي :

منذ 25 سنة تقريا عُرب مصطلح الكهرومغناطيسية إلى كلمة كهرطيسية


وجزيت خيرا

kingstars18 03-03-2008 19:41

رد: الكهروطيسية
 
بارك الله فيك

ياسمين 18-04-2008 00:36

رد: الكهروطيسية
 
جـــزيتم خيـراً ،،، وبــارك الله فيكم ....

شــكراً لك استاذ ناصر على ما اضفته ...


الساعة الآن 18:46

Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd. TranZ By Almuhajir