الحث الكهرومغناطيسي ومولد التيار المتردد | فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
الدرس الثامن عشر – الوحدة الثامنة عشرة
في هذا الدرس سنتعرف على مفهوم الحث الكهرومغناطيسي وآلية توليد التيار المتردد من خلال حركة الملفات داخل المجالات المغناطيسية. هذه المبادئ تُعد أساس عمل مولدات التيار الكهربائي في حياتنا اليومية.
ما هو الحث الكهرومغناطيسي؟
عندما يدور ملف حول نفسه داخل مجال مغناطيسي دائم، ينتج عن ذلك تدفق تيار كهربائي في الملف. هذه الظاهرة تُعرف باسم الحث الكهرومغناطيسي.
شروط حدوث الحث الكهرومغناطيسي:
- وجود مجال مغناطيسي (دائم أو مؤقت).
- وجود موصل كهربائي (مثل سلك أو ملف).
- حدوث حركة نسبية بين المجال المغناطيسي والموصل.
ما هو التيار الكهربائي المستحث؟
هو التيار الناتج عن حركة ملف داخل مجال مغناطيسي. العالم فاراداي كان أول من اكتشف هذه الظاهرة وصاغ قوانينها، مما ساهم في اختراع المحركات والمولدات.
متى يظهر تدفق التيار المستحث؟
- عند تحريك الملف لأعلى أو لأسفل داخل مجال مغناطيسي.
- عند تحريك المغناطيس نفسه نحو الملف أو بعيدًا عنه.
- عند إغلاق أو فتح الدائرة الكهربائية في وجود ملف ومغناطيس.
التيار المتردد AC:
- يتدفق في اتجاهين متعاكسين بشكل دوري.
- يستخدم في معظم الأجهزة الكهربائية المنزلية.
- في السلطنة، تردد التيار المتردد المستخدم هو 50Hz.
التيار الثابت DC:
- يتدفق في اتجاه واحد فقط.
- يستخدم في البطاريات وبعض الدوائر الإلكترونية البسيطة.
تردد مصدر التيار المتردد:
هو عدد الدورات التي يُكملها التيار في الثانية الواحدة. في عمان:
- 50Hz = الملف يدور 50 مرة في الثانية.
العامل المؤثر في توليد القوة الدافعة الكهربائية:
إذا لم يتحرك الموصل أو المغناطيس، فإن خطوط المجال لا تُقطع، وبالتالي لا يتولد تيار كهربائي مستحث.
شرح مولد التيار المتردد | الحث الكهرومغناطيسي في فيزياء الصف العاشر
توليد القوة الدافعة الكهربائية المستحثة
يُولد التيار الكهربائي المتردد نتيجة الحث الكهرومغناطيسي عندما:
- يبتعد المغناطيس عن السلك: تصبح خطوط المجال المغناطيسي متباعدة، ويُقطع القليل منها عند تحريك المغناطيس، مما يؤدي إلى توليد قوة دافعة كهربائية مستحثة صغيرة.
- عند تحريك المغناطيس بسرعة أكبر: يتم قطع عدد أكبر من خطوط المجال، مما يُنتج قوة دافعة أكبر وبالتالي تيارًا كهربائيًا أكبر.
- عند لف السلك حول قلب من الحديد: كل لفة من السلك تقطع خطوط المجال المغناطيسي، مما يزيد من عدد اللفات التي تسهم في إنتاج تيار مستحث أكبر.
لماذا نستخدم مولد التيار المتردد؟
لأن كل ضلع من ضلعي الملف الموصلين إلى الفرشتين لا يمكن توصيل التيار مباشرة إلى الدارة الخارجية إذا استخدمنا تيارًا مستمرًا (DC).
بينما يسمح مولد التيار المتردد (AC) باستخدام حلقتي انزلاق، حيث:
- تنتقل الكهرباء بسهولة عبر الفرشتين.
- يتم توليد تيار كهربائي متغير الاتجاه باستمرار.
طرق زيادة فرق الجهد المتولد في مولد التيار المتردد:
- زيادة سرعة دوران الملف.
- استخدام ملف يحتوي على عدد لفات أكبر.
- استخدام ملف ذو مساحة سطحية أكبر.
- استخدام مغناطيس أقوى.
شكل التيار الكهربائي الناتج عن مولد التيار المتردد:
عندما يدور الملف داخل المجال المغناطيسي:
- تتغير شدة التيار الكهربائي باستمرار.
- يبلغ التيار الحد الأقصى عندما يكون الملف عموديًا على خطوط المجال.
- ينعدم التيار عندما يكون الملف موازيًا لخطوط المجال.
يمثل الرسم البياني شكل التيار المتردد خلال دورة واحدة، حيث يتم التناوب بين الاتجاهين الموجب والسالب.
المزيد في الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الفيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- الطيف الكهرومغناطيسي فيزياء الصف العاشر | الوحدة الثالثة عشرة
- الصوت – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني -الوحدة الرابعة عشرة
- فيزياء الصف العاشر – الوحدة الثانية عشر (خصائص الموجات)
- ظواهر بسيطة للمغناطيسية – الوحدة الخامسة عشرة فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
- تأثير المحرك – فيزياء الصف العاشر الفصل الثاني
لا تعليق