يتناول هذا المستند موضوعات مختارة من المرحلة HL للمادة التي تم تقييمها لأول مرة في 2025؛ وهو لا يمثل المنهج الدراسي بأكمله.
المؤهلات السابقة: قراءة الكميات والوحدات المحددة، واستخدام العمليات الحسابية وشروط النموذج أدناه.
الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.
19.2
المجالات والمواتير والحث
ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟
مغناطيس بجانب سلك لا يُنتج تياراً دائماً. القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تعتمد على تغير ربط التدفق المغناطيسي.
بنِ النموذج
المجال يصف تأثير القوة عند مواقع في الفضاء.
موصل يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي قد يتعرض لقوة.
يحدث الحث الكهرومغناطيسي عندما يتغير الربط الفيضي المغناطيسي.
الحث: إنشاء قوة دافعة كهربائية بتغير الربط الفيضي.
المحول: جهاز ينقل الطاقة بين ملفات عبر تغير الربط الفيضي.
Vs/Vp = Ns/Np: 200 لفات إلى 50 لفات تُخفّض الجهد من 12 V إلى 3 V (مثالي)
اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج
يمكن أن يغير تغير شدة المجال، أو مساحة الملف، أو اتجاهه، أو الحركة النسبية الربط الفيضي.
تصف قانون لنز تأثيرًا محرضًا يعاكس التغير الذي أنتجه، وهو متوافق مع حفظ الطاقة.
في المختبر: استخدم ملفاً ومقياساً حساساً لمقارنة حركة المغناطيس في كل اتجاه. سجل أن الترتيب الثابت لا يعطي أي إشارة مستحثة. استخدم مصادر الجهد المنخفض المعتمدة لعروض المحركات.
دورك: محول مثالي له Np=400، Ns=100 وVp=20 فولت. أوجد Vs.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
يحتاج المحول إلى تغير في التدفق المغناطيسي؛ مدخلات التيار المستمر المستقرة لا توفر عملية تحويل مستمرة.
اتجاه المجال المغناطيسي ليس تلقائياً هو اتجاه القوة.
غير صحيح: مدخلات التيار المستمر المستقرة تنتج عملية تحويل مثالية مستمرة. يعمل المحول بالاستحلال الكهرومغناطيسي، الذي يتطلب تدفقاً متغيراً. التيار المستمر المستقر ينتج تدفقاً ثابتاً، لذا بعد التغير البسيط عند التشغيل، لا يوجد جهد محرض ولا عملية تحويل مستمرة.
المفتاح:
المجال يصف تأثير القوة عند مواقع في الفضاء.
يمكن أن يغير تغير شدة المجال، أو مساحة الملف، أو اتجاهه، أو الحركة النسبية الربط الفيضي.
انتبه: يحتاج المحول إلى تغير في التدفق المغناطيسي؛ مدخلات التيار المستمر المستقرة لا توفر عملية تحويل مستمرة.
اكتب من جهد ثانوي مقداره 8 V
المحول المثالي له 250 لفة أولية، 100 لفة ثانوية وجهد أولي قدره 20 V.
أوجد الجهد الثانوي. مدخل DC ثابت لا يحافظ على عمل المحول المثالي.
اكتب من مضاعفة فاراداي
يضاعف ربط التدفق للملف، إما بمضاعفة B أو تدوير الملف لواجهته نحو المجال.
يعتمد القوة الدافعة الكهربية المستحثة على مُعَدَّل التغير في الربط — فالتدفق المضاعف ثم الثابت لا يُستحث أي شيء بعد انتهاء التغير.
اكتب من اتجاه لينز
قطب شمال مغناطيس يقترب من ملف.
تصبح الواجهة القريبة قطباً شمالياً، فتنافر الاقتراب — قانون لينز هو حفظ الطاقة بزيادة اتفاقية الإشارات.
