📄 اطبع pdf
00971504825082

<<< قانون لنز >>>

قانون لنز (Lenz's Law)

ينص قانون لنز على أن اتجاه التيار الحثّي الناتج عن تغير التدفق المغناطيسي يكون بحيث يعاكس التغير المسبب له، وذلك للحفاظ على قانون حفظ الطاقة.

حالات حركة المغناطيس بالنسبة للملف:

1. عندما يقترب المغناطيس من الملف:

• يزداد التدفق المغناطيسي عبر الملف.
• يتولد تيار حثّي في الاتجاه الذي يُنتج مجالًا مغناطيسيًا يعاكس الاقتراب (قطب مشابه لقطب المغناطيس).
• مثال: إذا اقترب القطب الشمالي للمغناطيس، يتولد قطب شمالي في الملف لصدّه.

2. عندما يبتعد المغناطيس عن الملف:

• يقل التدفق المغناطيسي عبر الملف.
• يتولد تيار حثّي في الاتجاه الذي يُنتج مجالًا مغناطيسيًا يعاكس الابتعاد (قطب معاكس لقطب المغناطيس).
• مثال: إذا ابتعد القطب الشمالي، يتولد قطب جنوبي في الملف لجذبه.

النتتائج

يكون اتجاه التيار التأثيري بحيث يولد مجال مغناطيسي يقاوم التغير الناتج في المجال الأصلي المسبب لتوليد التيار التأثيري
لاحظ اقتراب المغناطيس من الملف وتكون مجال معاكس للمسبب حتى يقلل التغير في التدفق
وفي حالة الإبتعاد يتكون مجال مشابة للمسبب وفي كلا الحالتين القوة المحركة المحركة المستحثة المتولدة معاكسة للمسبب حتى تقاوم التغير في التدفق
في الصورة الأولى تولد تيار مستحث عكس عقارب الساعة نتيجة اقتراب القطب الشمالي للمغناطيس من الملف
و تكون مجال معاكس للمسبب حتى يقاوم التغير في التدفق
في الصورة الثانية تولد تيار مستحث مع عقارب الساعة نتيجة ابتعاد القطب الشمالي للمغناطيس من الملف
و تكون مجال مشابة للمسبب حتى يقاوم التغير في التدفق

القوانين الرياضية:

قانون فاراداي للحث:
ε = -dΦ/dt
حيث:

• ε: القوة الدافعة الكهربائية الحثية (فولت)
• Φ: التدفق المغناطيسي (Φ = B ⋅ A ⋅ cosθ)
• الإشارة السالبة (-): تعبر عن قانون لنز (اتجاه التيار المعاكس).

التطبيقات العملية:

• المولدات الكهربائية: تحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية عبر الحث الكهرومغناطيسي.
• الفرامل التحريضية: تستخدم في القطارات والملاهي لإبطاء الحركة عبر توليد تيارات معاكسة.
• أجهزة الطبخ التعريفي: توليد حرارة في الأواني المعدنية عبر تيارات دوامية.
• الكاشفات المعدنية: كشف المعادن عبر تغيير المجال المغناطيسي.

تطبيقات قانون لنز

المولد الكهربائي

طريقة عمل المولد الكهربائي

المبدأ العلمي:

يعمل المولد الكهربائي على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي الذي اكتشفه فاراداي، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

$$\varepsilon = -N \frac{d\Phi_B}{dt} )$$

(قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي)

المكونات الأساسية:

• الجزء الدوار (المنتج)
• الجزء الثابت (الستانتور)
• مجموعة مغانط دائمة أو كهربائية
• حلقات انزلاقية وفرشات كربونية

التطبيقات الرياضية:

$$\Phi_B = B \cdot A \cdot \cos\theta$$

(التدفق المغناطيسي: B = كثافة المجال، A = المساحة، θ = الزاوية)

حساب الجهد الناتج عند سرعة دوران معينة:

$$V_{rms} = \frac{NBA\omega}{\sqrt{2}}$$

(حيث ω = السرعة الزاوية بالراديان/ثانية)

التطبيقات العملية:

1. محطات توليد الطاقة:

$$P = \eta \cdot \rho \cdot g \cdot Q \cdot H$$

(حيث η = الكفاءة، ρ = كثافة الماء، g = الجاذبية، Q = التدفق، H = الارتفاع)

2. مولدات السيارات:

$$V_{output} = K \cdot \Phi \cdot N$$

(حيث K = ثابت الآلة، Φ = التدفق المغناطيسي، N = السرعة الدورانية)

3. توربينات الرياح:

$$P = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot A \cdot v^3 \cdot C_p$$

(حيث ρ = كثافة الهواء، A = مساحة الدوار، v = سرعة الرياح، C_p = معامل الأداء)

المولد يتكون من ملف مكون من أربع أسلاك يدور في مجال مغناطيسي هناك سلكان يتحركان بشكل موازي للمجال وهناك سلكان يتحركان بشكل يقطع خطوط المجال كل لحظة تتغير الزاوية بين المجال وسرعة السلك إن أكبر فرق جهد مستحث يتولد عندما تكون السرعة عمودية على المجال وكل نصف دورة نصل إلى نفس الحالة ولكن تغير اتجاه حركة السلك وبالتالي يتغير اتجاه التيار المستحث وفي لحظة أخرى تكون حركة السلك موازية للمجال وبالتالي القوة المحركة المستحثة والتيار المستحث يكون صفر لذلك التيار الناتج والقوة المحركة الناتجة تكون متغيرة القيمة كل لحظة والاتجاه كل نصف دورة وتدعلى القوة المحركة المستحثة المترددة والتيار الناتج تيار مستحث متردد




المصدر https://ophysics.com/em11.html اكتب تعليق أو إذا كان هناك خطأ Write a comment or if there is an error

2 comments:

1. 
   AnonymousMarch 14, 2025 at 12:09 PM

   هناك عطل

   ReplyDelete
   Replies

   Reply
2. 
   محاكاة التجارب الفيزيائيةMarch 14, 2025 at 12:57 PM

   خضرتك من أي بلد وما هو العطل رجاء

   ReplyDelete
   Replies

   Reply

Add comment

Load more...