محاكاة التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية — فيزياء 3-2
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 4-1 الكتاب ص 105–114 محاكاة قانون
جرّب بنفسك قوانين درس «التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية» من كتاب فيزياء 3-2: غيّر القيم في المحاكاة وشاهد النتيجة مباشرة، ثم نفّذ المهام الاستقصائية وتحقق من فهمك.
شغّل المحاكاة وغيّر القيم بنفسك
المحاكاة والمهام الاستقصائية والتقويم متاحة بحساب مجاني.
أنشئ حساب طالب مجاني لديك حساب؟ سجّل الدخول ✓ مجاني بالكامل · أنت معلم؟ حساب معلمأهداف الدرس
- توضح كيف يعمل التغير في المجال المغناطيسي على توليد تيار كهربائي حثي.
- تعرّف القوة الدافعة الكهربائية.
- تحل مسائل تتضمن حركة أسلاك في مجالات مغناطيسية.
القوانين والعلاقات
القوة الدافعة الكهربائية الحثية في سلك متحركEMF = BLv sinθ
التيار الحثي في دائرة مقاومتها RI = EMF / R
الجهد الفعّال للتيار المتناوبVeff = 0.707 Vmax
التيار الفعّال للتيار المتناوبIeff = 0.707 Imax
متوسط قدرة التيار المتناوبPAC = ½ Pmax
المفردات
التيار الكهربائي الحثيالحث الكهرومغناطيسيالقاعدة الرابعة لليد اليمنىالقوة الدافعة الكهربائية الحثيةالمولد الكهربائيمتوسط القدرة
المفاهيم الرئيسة
- اكتشف فاراداي أن تحريك سلك في مجال مغناطيسي، أو تحريك مصدر المجال بالقرب من السلك، يولّد تيارًا؛ فالحركة النسبية بين السلك والمجال المغناطيسي هي التي تولّد التيار الكهربائي الحثي.
- يتولد التيار الحثي فقط عندما يقطع السلك خطوط المجال المغناطيسي، فلا يتولد تيار إذا كان السلك ساكنًا أو متحركًا موازيًا للمجال. وتُسمّى عملية توليد التيار الحثي في دائرة مغلقة بهذه الطريقة الحث الكهرومغناطيسي.
- يُحدَّد اتجاه التيار الحثي بالقاعدة الرابعة لليد اليمنى: الإبهام في اتجاه حركة السلك، والأصابع في اتجاه المجال، فيشير العمودي على باطن الكف نحو الخارج إلى اتجاه التيار الاصطلاحي.
- القوة الدافعة الكهربائية الحثية ليست قوة، وإنما فرق جهد يقاس بالفولت: EMF = BLv sinθ، وتصبح EMF = BLv عندما يتحرك السلك عموديًّا على المجال.
- يحوّل المولد الكهربائي الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية؛ فتكون القوة الدافعة الحثية عظمى عندما تكون الحلقة أفقية (حركة ضلعيها عمودية على المجال)، وصفرًا عندما تكون رأسية، وينعكس اتجاه التيار كل نصف دورة.
- يوصف التيار المتناوب بالقيم الفعّالة: Veff = 0.707 Vmax وIeff = 0.707 Imax، ومتوسط القدرة يساوي نصف القدرة العظمى.
مثال محلول
القوة الدافعة الكهربائية الحثيةسلك مستقيم طوله 0.50 m يتحرك بسرعة 4.0 m/s عموديًّا على مجال مغناطيسي شدته 0.20 T. ما مقدار القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة فيه؟
- المعطيات
- L = 0.50 m , v = 4.0 m/s , B = 0.20 T
- المطلوب
- EMF = ?
- الحل
- الحركة عمودية على المجال (sin 90° = 1): EMF = BLv = (0.20)(0.50)(4.0) = 0.40 V
- تقويم الجواب
- الوحدة (N/A·m)(m)(m/s) = N·m/(A·s) = J/C = V صحيحة، والقيمة صغيرة (أقل من 1 V) وهذا منطقي لسلك قصير يتحرك ببطء في مجال متوسط.
داخل المحاكاة
- التهيئة والتنبؤ بعد التسجيل
- المحاكاة التفاعلية بعد التسجيل
- المهام الاستقصائية بعد التسجيل
- 3 أمثلة محلولة أخرى بعد التسجيل
- التقويم الختامي بعد التسجيل
- الملخص والواجب المنزلي بعد التسجيل
- وضع العرض للمعلم بعد التسجيل
