محاكاة تغير المجالات المغناطيسية يولد قوة دافعة كهربائية حثية — فيزياء 3-2
الثالث الثانوي الفصل الدراسي الثاني الدرس 4-2 الكتاب ص 115–135 محاكاة ظاهرة
جرّب بنفسك قوانين درس «تغير المجالات المغناطيسية يولد قوة دافعة كهربائية حثية» 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
- تطبق قانون لنز.
- توضح القوة الدافعة الكهربائية العكسية، وكيف تؤثر في عمل المولدات والمحركات.
- توضح الحث الذاتي وتأثيره في الدوائر الكهربائية.
- تحل مسائل متعلقة بالمحولات تتضمن الجهد والتيار ونسبة عدد اللفات.
القوانين والعلاقات
معادلة المحول: نسبة الجهدين تساوي نسبة عدد اللفاتVs/Vp = Ns/Np
المحول المثالي: القدرة الداخلة تساوي القدرة الخارجةVpIp = VsIs
تيار المحرك مع القوة الدافعة الكهربائية العكسيةI = (V − EMF)/R
العلاقة الكاملة للمحول بين التيار والجهد وعدد اللفاتIs/Ip = Vp/Vs = Np/Ns
المفردات
قانون لنزالتيار الدواميالحث الذاتيالمحول الكهربائيالملف الابتدائيالملف الثانويالحث المتبادلالمحول الرافعالمحول الخافض
المفاهيم الرئيسة
- ينص قانون لنز على أن اتجاه التيار الحثي يكون بحيث إن المجال المغناطيسي الناشئ عنه يعاكس التغير في المجال المغناطيسي الذي سببه، وهذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة.
- تتولد التيارات الدوامية في القطع الفلزية التي تتحرك في مجال مغناطيسي أو توضع في مجال متغير، فتعاكس الحركة المسببة لها، وتُستخدم في الكوابح المغناطيسية وفي إخماد تذبذب الموازين الحساسة.
- تتولد في ملف المحرك الدوّار قوة دافعة كهربائية عكسية تعاكس التيار؛ فيكون تيار بدء التشغيل كبيرًا ثم يقل كلما زادت سرعة الدوران: I = (V − EMF)/R.
- الحث الذاتي خاصية للسلك الذي يسري فيه تيار متغير، وكلما كان تغير التيار أسرع زادت القوة الدافعة الحثية العكسية التي تقاوم هذا التغير.
- يحتوي المحول على ملفين ملفوفين على القلب الحديدي نفسه، ويولد التيار المتناوب في الملف الابتدائي قوة دافعة متناوبة في الملف الثانوي بالحث المتبادل: Vs/Vp = Ns/Np.
- في المحول المثالي القدرة الداخلة تساوي القدرة الخارجة: VpIp = VsIs؛ فالمحول الرافع يرفع الجهد ويخفض التيار، والخافض عكسه، ولا يعمل المحول بالتيار المستمر.
مثال محلول
تطبيق قانون لنزقُرّب القطب الشمالي لمغناطيس من الطرف الأيسر لملف موصول بجلفانومتر. ما نوع القطب الذي يتكون في هذا الطرف؟ وما اتجاه التيار الحثي عند النظر إلى الملف من جهة المغناطيس؟ وماذا يحدث عند إبعاد المغناطيس؟
- المعطيات
- قطب شمالي يقترب من طرف الملف، فيزداد المجال المغناطيسي داخل الملف.
- المطلوب
- القطب المتولد في طرف الملف، واتجاه التيار الحثي عند التقريب وعند الإبعاد.
- الحل
- وفق قانون لنز يعاكس التيار الحثي اقتراب المغناطيس، فيصبح الطرف القريب قطبًا شماليًّا لينافر القطب الشمالي، وتخرج خطوط المجال من هذا الطرف؛ وبالقاعدة الثانية لليد اليمنى يكون التيار عكس اتجاه حركة عقارب الساعة عند النظر من جهة المغناطيس. وعند الإبعاد يتناقص المجال، فيصبح الطرف القريب قطبًا جنوبيًّا يجذب المغناطيس، وينعكس التيار ليكون مع اتجاه حركة عقارب الساعة.
- تقويم الجواب
- في الحالتين تعاكس القوة المغناطيسية حركة المغناطيس، فيجب بذل شغل لتحريكه، وهذا الشغل يتحول إلى طاقة كهربائية في الملف؛ وهذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة.
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
