الحث الكهرومغناطيسي
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| electromagnetic induction/ɪˌlektrəʊməɡˈnetɪk ɪnˈdʌkʃn/ | الحث الكهرومغناطيسي |
| Faraday's law/ˈfærədeɪz lɔː/ | قانون فاراداي |
حرك مغناطيسا قرب ملف ستنتج كهرباء من العدم
- ادفع مغناطيسا داخل ملف سيظهر تيار — بدون بطارية.
- اسحبه للخارج ويتعكس التيار.
- تغير التدفق المغناطيسي يحرك التيار: الحث الكهرومغناطيسي.
- هذا التأثير المفرد يشغل تقريبًا كل مولد على الأرض.
قانون فاراداي
- القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تساوي معدل تغير التدفق: $\varepsilon = -N\dfrac{d\Phi_B}{dt}$.
- $N$ هو عدد اللفات؛ كلما تغير $\Phi_B$ بسرعة، زادت القوة الدافعة الكهربائية.
- التدفق المستقر ($d\Phi_B/dt = 0$) لا يُولد أي شيء.
- هذا هو قانون فاراداي — جوهر الوحدة.
استحث تياراً كهربائياً
حرك المغناطيس بسرعة أكبر أو أقل وشاهد التيار المحرك يكبر ويتعكس.
قانون فاراداي يقول أن القوة الدافعة الكهربائية المحركة تعتمد على:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = -N\,d\Phi_B/dt$ — معدل تغير التدفق.
ملف في مجال مغناطيسي قوي ولكن ثابت له قوة دافعة كهربائية محركة صفرية.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
لا يوجد تغير في التدفق يعني لا توجد قوة دافعة كهربائية محركة، مهما كان المجال قوياً.
تدفق حلقة واحدة يتغير بمقدار $0.6\ \text{Wb}$ في $0.3\ \text{s}$. أوجد متوسط القوة الدافعة الكهربائية (بوحدة فولت).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = \Delta\Phi_B/\Delta t = 0.6/0.3 = 2\ \text{V}$.
ما الذي يجعل القوة الدافعة الكهربائية أكبر
- اللفات أكثر $N$ في الملف — كل حلقة تضيف قوتها الخاصة.
- مغناطيس أقوى — تدفق أكثر للتغيير.
- حركة أسرع — تغيير أسرع للتدفق.
- الترتيبات البطيئة أو الضعيفة أو ذات اللفات القليلة تعطي فقط قوة دافعة كهربائية ضئيلة جداً.
حدد جميع الطرق للحصول على قوة دافعة كهربائية محركة أكبر.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
اللفات الأكثر والحركة الأسرع والمجال الأقوى جميعها ترفع القوة الدافعة الكهربائية. الإبقاء الثابت يعطي صفراً.
طرق متعددة لتغيير التدفق
- حرك مغناطيساً نحو أو بعيداً عن الملف.
- حرك الملف خلال مجال.
- أدر الملف داخل المجال (هذا ما يجعل مولدات التيار المتردد تعمل).
- غيّر تياراً مجاوراً، whose field threads the coil.
أي مما يلي لا يولد قوة دافعة كهربائية محركة في ملف؟
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
المجال الثابت بدون حركة لا يسبب تغيراً في التدفق — لا قوة دافعة كهربائية محركة.
كيف تعمل المولدات
- أدر ملفاً في مجال مغناطيسي ويتغير تدفقه باستمرار.
- ذلك يولد قوة دافعة كهربائية مترددة — وهو الكهرباء المنزلية في منزلك.
- توربينات الرياح والماء والبخار كلهم يدورون هذه الملفات ببساطة.
- التحول الكهرومغناطيسي يحرك الحركة إلى طاقة كهربائية.
جهاز يدور ملفاً في مجال لإنتاج الكهرباء هو ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
المولد يستخدم الحث لتحويل الحركة إلى كهرباء.
يتغير تدفق حلقة مفردة بمقدار $0.4\ \text{Wb}$ في $0.2\ \text{s}$. أوجد القوة الدافعة الكهربائية المتوسطة.
- $\varepsilon = \dfrac{\Delta\Phi_B}{\Delta t} = \dfrac{0.4}{0.2}$.
- $\varepsilon = 2\ \text{V}$ (المقدار).
إنه معدل التغير للتدفق هو المهم، وليس التدفق نفسه. ملف موضوع في مجال ضخم لكن ثابت يمتلك تدفقاً كبيراً ومع ذلك صفر القوة الدافعة الكهربائية المستحثة. لا تغيير، لا قوة دافعة كهربائية.
التحول الكهرومغناطيسي: تدفق مغناطيسي متغير يقود قوة دافعة كهربائية، تُعطى بواسطة قانون فاراداي $\varepsilon = -N\,d\Phi_B/dt$. قوة دافعة كهربائية أكبر تأتي من لفات أكثر، مجال أقوى، أو تغيير أسرع. تدفق ثابت لا يُولد شيئاً — هكذا تصنع المولدات الكهرباء.