الحث الكهرومغناطيسي وقانون فرداي(12 A ) Electromagnetic induction and Faraday's law | مدونة علم الفيزياء - الاستاذ بلال عدنان

📄 اطبع pdf
00971504825082

<<< الحث الكهرومغناطيسي وقانون فرداي>>>

" أنا العالم مايكل فرداي "

اكتشاف: مايكل فاراداي (1831) – ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي عند تقريب مغناطيس من ملف أو إبعاده يتولد في الملف تيار مستحث أي فرق جهد مستحث
نشأ بتأثير تغير المجال المغناطيس على الملف وهذا التيار الكهربائيي ينشأ في ملف موصل عند تغير المجال المغناطيسي حوله
والسبب: حركة المغناطيس (تقريبه أو إبعاده) تؤدي إلى تغير التدفق المغناطيسي عبر 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
اختبار الإجابات

عكس عقارب الساعة
(قطب شمال)

مع عقارب الساعة
( قطب جنوبي)

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
اختبار الإجابات

مع عقارب الساعة
(قطب جنوبي )

عكس عقارب الساعة
(قطب شمالي )

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
اختبار الإجابات

مع عقارب الساعة
(قطب جنوبي )

عكس عقارب الساعة
(قطب شمالي )

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
اختبار الإجابات

عكس عقارب الساعة
(قطب شمال)

مع عقارب الساعة
( قطب جنوبي)

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 اختبار الإجابات

P
(قطب جنوبي )

P
( قطب شمالي )

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

بعد إغلاق الدائرة الأولى $A$
حدد أقطاب الملف للدائرة $B$
اختبار الإجابات

Q
(قطب جنوبي )

Q
( قطب شمالي )

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

تم زيادة المقاومة في الدائرة $A$
وهي مغلقة حدد أقطاب الدائرة $B$
اختبار الإجابات

Q
(قطب شمالي )

Q
( قطب جنوبي )

اضغط هنا تظهر طريقة الحل
محاكاة الحث المتبادل
محاكاة الحث المتبادل بين دوائر كهربائية

التجربة الأولى: غلق/فتح الدائرة الكهربائية الأولى

عند غلق الدائرة الأولى، ينشأ تيار في الدائرة الثانية لفترة قصيرة في الاتجاه المعاكس للتيار في الدائرة الأولى (حسب قانون لنز). عند فتح الدائرة الأولى، ينشأ تيار في الدائرة الثانية في نفس اتجاه التيار الأصلي.

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
$\Phi_\text{B} = \iint_\text{A} \mathbf{\text{B}} \cdot \text{d}\mathbf {\text{A}}$ .

وبإجراء التكامل والضرب قياسي نحصل على علاقة التدفق المغناطيسي
$\Phi_\text{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \mathbf{\text{A}} = \text{BA} \cos \theta$ ,

$A$ مساحة السطح تقدر بوجدة متر مربع $B$ شدة المجال المغناطيسي تقددر بوحدة تسلا $\theta$ الزاوية بين المجال والعمود الخارج من السطح
حاسبة التدفق المغناطيسي
حاسبة التدفق المغناطيسي
شدة المجال المغناطيسي (B): المساحة (A): الزاوية: نوع الزاوية:

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

$\Phi_\text{B} = \mathbf{\text{B}} \cdot \mathbf{\text{A}} = \text{BA} \cos \theta$

$∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -d\frac{{{ф_B}}}{{{dt}}}$

$∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -d\frac{{{A .B .Cos 𝜃 }}}{{{dt}}}$

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 $∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -A.Cos 𝜃 \frac{{{dB }}}{{{dt}}}$ حساب فرق الجهد المستحث
حاسبة فرق الجهد المستحث

عدد اللفات (N):

مساحة الملف (m²):

زاوية المجال (بالدرجات):

المجال المغناطيسي الابتدائي (T):

المجال المغناطيسي النهائي (T):

مدة التغير (s):

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

$\Delta V_{ind}=-3.16\;\; V\;\;\;\;\;\;-C$

$\Delta V_{ind}=-1.27\;\; V\;\;\;\;\;\;-A$

$\Delta V_{ind}=-1.38\;\; V\;\;\;\;\;\;-D$

$\Delta V_{ind}=-2.08\;\; V\;\;\;\;\;-B$

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

A

B

C

D

إذا كان سبب التغيرفي التدفق هو مساحة السطح $∆𝑉_{𝑖𝑛𝑑} = -B.Cos 𝜃 \frac{{{dA }}}{{{dt}}}$
حساب فرق الجهد المستحث
حاسبة فرق الجهد المستحث

شدة المجال المغناطيسي (تسلا):

المساحة الابتدائية (م²):

المساحة النهائية (م²):

مدة التغير (ثانية):

زاوية الميل (درجة):

2مثال

حلقة مرنة متغيرت المساحة تتعرض لمجال معناطيسي شدتة
0.5 × 10^–4T
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

$\Delta V_{ind}=1.25 \times 10^{-5}\;\; V\;\;\;\;\;\;-C$

$\Delta V_{ind}=1.11 \times 10^{-5}\;\; V\;\;\;\;\;\;-A$

$\Delta V_{ind}=2.24 \times 10^{-5}\;\; V\;\;\;\;\;\;-D$

$\Delta V_{ind}=4.35 \times 10^{-5}\;\; V\;\;\;\;\;-B$

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

A

B

C

D

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

$\Delta V_{ind}=0.06\;\; V\;\;\;\;\;\;-C$

$\Delta V_{ind}=0.09\;\; V\;\;\;\;\;\;-A$

$\Delta V_{ind}=0.02\;\; V\;\;\;\;\;\;-D$

$\Delta V_{ind}=0.05\;\; V\;\;\;\;\;-B$

اضغط هنا تظهر طريقة الحل

أختر الإجابة الصحيحة

A

B

C

D

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

مثال 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
ر https://phet.colorado.edu/zh_CN/simulations/filter?sort=alpha&view=grid
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

1 comment:

AnonymousMay 25, 2024 at 12:03 AM
في سؤال تحديد القطب p و q في الدائرتين a ,b بس نستخدم قاعده اليد اليمنى في الدائره a حيكون المجال من اليمين لليسار اي القطب المعطى لازم يكون قطب جنوبي وليس شمالي
ReplyDelete
Replies
Reply
Add comment
Load more...

Newer Post Older Post Home

PhysicsSim

Exploring the fundamental laws of the universe through interactive simulations and educational content.

Quick Links

Home

Simulations

Tutorials

About

Contact

Connect

Twitter

GitHub

YouTube

RSS Feed

© 2025 PhysicsSim. All rights reserved.

🧮 Calculator