الحث الكهرومغناطيسي وقانون فرداي(12 A ) Electromagnetic induction and Faraday's law

 

 

<<< الحث الكهرومغناطيسي وقانون فرداي>>>

	" أنا العالم مايكل فرداي " عند تقريب مغناطيس من ملف أو إبعاده يتولد في الملف تيار مستحث أي فرق جهد مستحث نشأ بتأثير تغير المجال المغناطيس على الملف بشكل منفصل قام العالم هنري بالبحث في توليد تيار مستحث من خلال تغير المجال الذي يخترق ملف

معلومات مفيدة: المغناطيس الكهربائي من خلال معلوماتنا السابقة مرور تيار في ملف يتحول الملف لمغناطيس كهربائي وبتطبيق قاعدة القبضة نحدد اتجاه المجال الابهام تشير إلى اتجاه المجال داخل الملف (تشير إلى قطب شمالي ) لاحظ القطب الشمالي يدور التيار عكس عقارب الساعة والقطب الجنوبي يدور التيار مع عقارب الساعة بشرط أن تنظر إلى الملف من الجهة التي تريد تحديد قطبها

الحث الكهرومغناطيسي وتجربة فرداي

توصل العالم مايكل فارادي عملياً حيث وجد أن تحريك موصل داخل مجال مغناطيسي خارجي، فإن هنالك تياراً كهربائياً يتولد داخل هذا الموصل لاحظ اقتراب المغناطيس من السلك الملفوف وتكون مجال معاكس للمسبب حتى يقلل التغير في التدفق لاحظ ابتعاد المغناطيس من السلك الملفوف وتكون مجال مشابه للمسبب حتى يقلل التغير في التدفق وضح العالم فارادي من خلال التجربة بأن متوسط القوة الدافعة الحثية المتولدة في موصل معين تساوي معدل التغير الزمني في التدفق المغناطيسي وإذا كان السلك ملفوف يضرب بعدد اللفات

قيم ما تعلمت

وأجب عن الأسئلة التالية

عند تقريب المغناطيس (القطب الشمالي) من الملف يتولد تيار مستحث

ما اتجاه دوران التيار ما اسم القطب الذي أمامك مباشرة

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

عند تقريب المغناطيس (القطب الجنوبي) من الملف يتولد تيار مستحث

ما اتجاه دوران التيار ما اسم القطب الذي أمامك مباشرة

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

عند ابعاد المغناطيس (القطب الشمالي) من الملف يتولد تيار مستحث

ما اتجاه دوران التيار ما اسم القطب الذي أمامك مباشرة

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

عند ابعاد المغناطيس (القطب الجنوبي) من الملف يتولد تيار مستحث

ما اتجاه دوران التيار ما اسم القطب الذي أمامك مباشرة

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

في الشكل أدناه دائرتين الأولى ملف متصلة ببطارية ومقاومة والدائرة الثانية ملف متصل بجلفانومتر

تم وصل المفتاح في الدائرة \[A\]حدد اقطاب الملف الأول

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

بعد إغلاق الدائرة الأولى \[A\]
حدد أقطاب الملف للدائرة \[B\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

تم زيادة المقاومة في الدائرة \[A\]
وهي مغلقة حدد أقطاب الدائرة \[B\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

نتائج مهمة

في حالة زيادة المجال على الملف المتأثر يتكون مجال معاكس للمسب

في حالة نقصان المجال على الملف المتأثر يتكون مجال مشابه للمسبب

معلومات مفيدة: التدفق المغناطيسي يتم توليد تيار مستحث في الملف المجاور من خلال تقريب وابعاد المغناطيس والملف عن بعضهما البعض لاحظ عدد خطوط المجال التي تخترق الملف تتغير تزداد في حالة التقريب أو تقل في حالة الابعاد نسمي عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تجتاز مساحة سطح ما بشكل عمودي بالتدفق المغناطيسي [latex]\Phi_\text{B} = \iint_\text{A} \mathbf{\text{B}} \cdot \text{d}\mathbf {\text{A}}[/latex]. وبإجراء التكامل والضرب قياسي نحصل على علاقة التدفق المغناطيسي [latex]\Phi_\text{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \mathbf{\text{A}} = \text{BA} \cos \theta[/latex], \[A\] مساحة السطح تقدر بوجدة متر مربع \[B\] شدة المجال المغناطيسي تقددر بوحدة تسلا \[\theta\] الزاوية بين المجال والعمود الخارج من السطح

ملف دائري مساحة سطحه \[A=0.1 m^2\] وضع داخل مجال مغناطيسي منتظم شدته
\[B=0.3 T\] كما في الشكل احسب التدفق في الحالات التالية

المجال يصنع زاوية قدرها \[60^0\] مع العمود على السطح \[.................\]\[.................\] اضغط هنا تظهر طريقة الحل	المجال يصنع زاوية قدرها \[60^0\] مع السطح \[.................\]\[.................\] اضغط هنا تظهر طريقة الحل
المجال يوازي السطح \[.................\]\[.................\] اضغط هنا تظهر طريقة الحل	المجال عمودي على السطح \[.................\]\[.................\] اضغط هنا تظهر طريقة الحل

نتائج مهمة.

أكبر قيمة للتدفق إذا كان المجال عمودي على السطح

التدفق معدوم في حالة المجال يوازي السطح

إذا أعطيت الزاوية بين المجال والسطح نطرحها من 90 فتخرج الزاوية بين المجال والعمود على السطح

معلومات مفيدة: التدفق المغناطيسي لاحظنا مما سبق يتولد قوة محركة مستحثه في ملف إذا تغير معدل التدفق [latex]\Phi_\text{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \mathbf{\text{A}} = \text{BA} \cos \theta[/latex], "\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -d\frac{{{ф_B}}}{{{dt}}} \] "\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -d\frac{{{A .B .Cos 𝜃 }}}{{{dt}}} \] الإشارة السالبة استناد إلى قانون لنز الذي سنتعرف علية فيما بعد وحسب قانون اشتقاق الضرب "\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -B.Cos 𝜃 \frac{{{dA }}}{{{dt}}} - A.Cos 𝜃 \frac{{{dB }}}{{{dt}}} + A.B Sin 𝜃 \frac{{{ d𝜃}}}{{{dt}}} \]

إذا كان سبب التغير في التدفق هوالمجال المغناطيسي

"\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -A.Cos 𝜃 \frac{{{dB }}}{{{dt}}} \]

1مثال

حلقة دائرية نصف قطرها
0.2 m
وضعت بشكل عمودي على مجال مغناطيسي متغير حسب الدالة
B= 0.3 t³ +2t
فإن مقدار فرق الجهد المستحث في الحلقة عند الثانية الثالثة تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

- 1.27 V

---

- 2.08 V

---

- 3.16 V

---

- 1.38 V

---

إذا كان سبب التغيرفي التدفق هو مساحة السطح

"\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -B.Cos 𝜃 \frac{{{dA }}}{{{dt}}} \]

2مثال

? حلقة مرنة متغيرت المساحة تتعرض لمجال معناطيسي شدتة
0.5 × 10^–4 T
وبشكل عمودي على مساحة السطح فإذا زادت مساحة سطحها بما يعادل
0.1 m²
خلال زمن قدرة
0.4 s
فإن معدل فرق الجهد المستحث في الحلقة يعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

1.11x10^–5 v

---

4.35x10^–5 v

---

1.25x10^–5 v

---

2.24x10^–5 v

---

إذا كان سبب التغيرفي التدفق هو الزاوية بين المجال والعمود على السطح

"\[∆𝑉_𝑖𝑛𝑑 = A.B Sin 𝜃 \frac{{{ d𝜃}}}{{{dt}}} =A.B .W Sin 𝜃 \]

3مثال

حلقة قابلة للدوران حول محورها مساحة سطحها
0.1 m²
موضوعة في مجال مغناطيسي منتظم شدتة
0.2 T
وبشكل سطحها يوازي المجال بدأت بالدوران حول محورها بفعل قوة خلرجية وبسرعة زاوية قدرها
5 Rad /s
فإن فرق الجهد المستحث في الثانية الرابعة تعادل

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

∆𝑉𝑖𝑛𝑑 = 0.09 V

---

∆𝑉𝑖𝑛𝑑 = 0.05 V

---

∆𝑉𝑖𝑛𝑑 = 0.06 V

---

∆𝑉𝑖𝑛𝑑 = 0.02 V

---

	" أنا العالم هنريش لنز " لاحظت عند تقريب مغناطيس من ملف بحيث تزداد عدد خطوط المجال التي تخترق الملف تولد تيار مستحث ونشأ مجال مغناطيسي معاكس للمجال المؤثر يعمل على مقاومة التغير في التدفق وفي حالة الأبعاد تولد تيار مستحث ونشأ مجال مغناطيسي مشابة للمجال المؤثر يعمل على مقاومة التغير في التدفق

في هذه المحاكاة مغناطيس يتحرك مقتربا ومبتعدا عن ملف
وتولد تيارات مستحثة نتيجة تغير التدفق على الملف

"\[∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -d\frac{{{ф_B}}}{{{dt}}} \]

الإشارة السالبة دليل على أن القوة المحركةالمستحثة معاكسة للمسبب

في هذه المحاكاة يتم تحريك ملف
وتولد تيارات مستحثة نتيجة تغير التدفق على الملف
لاحظ كيف يتولد تيار مستحث مع عقارب الساعة وعكس عقارب الساعة وأثر تغير اتجاه المجال على التيار المستحث

4

أحد الملفات التالية يتولد بها تيار مستحث مع عقارب الساعة وانت تنظر من الأعلى للملف

تحريك المغناطيس بعيدا عن الحلقة \[C\]

تحريك المغناطيس باتجاه الحلقة \[A\]

تقريب الحلقة عن سلك يمر به تيار \[D\]

ابعاد الحلقة عن سلك يمر به تيار \[B\]

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

---

الإجابة A

---

الإجابة B

---

الإجابة C

---

الإجابة D

---

تطبيقات على قاعدة لنز

التيارات الدوامية
التيار الدوامي أو تيارات فوكو هو تيار ينشأ عن تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق جسم موصلا. وذلك استجابة لأحد قانونين اكتشفهما مايكل فاراداي. ينص قانون فارادي بهذا الخصوص على أنه إذا تغير تدفق الحقل المغناطيسي في سلك أو ملف، فإن جهداً كهربائياً ينشأ بين طرفي السلك أو الملف
في هذه المحاكاة يوجد بندولين عبارة عن صفيحتين احدهما مفرغة والاخرى متصلة تترك الصفيحتان لتهتز داخل المجال وتتكون تيارات دوامية في الصفيحة المتصلة التيارات تتعاظم وينشأ مجال معاكس يؤدي الى توقف الصفيحة أما المفرغة لا تتعاظم التيارات مما يؤدي الى استمرار الاهتزاز لفترة أطول

جهاز كشف الفلزات
يتكون الجهاز من ملفين ملف ارسال وملف استقبال يتم توصيل ملف الارسال بمصدر تيار متغير مما يولد مجال مغناطيسي متغير فيؤثر على ملف الأستقبال ويتولد حسب قاعدة لنز مجال معاكس للمسبب عند مرور قطعة نقدية أو جسم معدني تعمل كأنها ملف استقبال التي بدورها تؤثر بدورها على ملف الاستقبال وينشأ مجال معاكس يقلل من مجال ملف الاستقبال وتنشأاشارة صوتية وضوئية تشير إلى انخفاض المجال نتيجة مرور قطعة نقدية

المصدر https://phet.colorado.edu/zh_CN/simulations/filter?sort=alpha&view=grid المصدر https://www.vascak.cz/?page_id=2355&language=it#demo اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

Popular Posts

أسئلة مراجعة الفصل الأول فيزياء الثاني عشر عام حسب الهيكل ( 2023-2024) Review questions for the first semester, 12th physics, general, according to the structure

أسئلة مراجعة الفصل الثالث فيزياء الحادي عشر متقدم (حسب الهيكل 2022-2023 ) Chapter 3 Physics Eleventh Advanced Review Questions

أسئلة مراجعة الفصل الأول فيزياء الحادي عشر عام حسب الهيكل ( 2023-2024)Review questions for the first semester of 11th physics, general, according to the structure

Powered by Blogger

Copyright 2022 physicssimulationarab - All Rights Reserved.