القوة الدافعة الكهربائية الحثية

القوة الدافعة الكهربائية الحثية تمت الكتابة بواسطة: رشا الصوالحة تم التدقيق بواسطة: حسناء دحدل آخر تحديث: ١١:٤٨ ، ٢٩ يوليو ٢٠٢١ ذات صلة القوة الدافعة الكهربائية قانون فاراداي قانون لينز للحث الكهرومغناطيسي قانون لف المحركات الكهربائية محتويات ١ القوة الدافعة الكهربائية الحثية ٢ قوانين القوة الدافعة الكهربائية الحثية ٣ أمثلة على قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثية ٤ تطبيقات على القوة الدافعة الكهربائية الحثية ٥ الخلاصة ٦ المراجع القوة الدافعة الكهربائية الحثية تعرَف القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة (EMF) باسم القوة الدافعة الكهربائية المُستحثّة، أو الحث الكهرومغناطيسي، أو تحريض القوة الدافعة الكهربائية،[١] ويحدث الحث الكهرومغناطيسي عندما يحدث تغيّر في معدّل تدفق المجال المغناطيسي عبر موصّل كهربائي، بحيث يكون هذا الموصّل جزء من دائرة مغلقة؛ كملف من الأسلاك مثلًا، سيتحرك المجال الكهرومغناطيسي مع الموصّل بحركة نسبية بالنسبة لبعضهما البعض، لينشأ عنها تيار كهربائي ينتقل خلال الموصّل ويعبر خطوط المجال الكهرومغناطيسي والذي يُعرف بالقوة الدافعة الكهربائية الحثيّة.[٢] أثبت مايكل فاراداي في عام 1831م إمكانية توليد الكهرباء من المجال المغناطيسي من خلال قيامه بالعديد من التجارب، وقد نجح في ذلك خلال بضعة أسابيع فقط، كما قام بتطوير تصوّر عملي لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي التي أثبتها، حيث شملت إحدى تجاربه أسطوانة ورقية ملفوف حولها أسلاك متّصلة بجلفانومتر ومغناطيس دائم.[٣] فيديو قد يعجبك: قوانين القوة الدافعة الكهربائية الحثية القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة لها قانونان رئيسيان وهما كالآتي:[٤] قانون فارادي يتدفق المجال المغناطيسي عبر حلقة مشكلّة حول الموصل، ويتغيّر تدفقه بمرور الوقت مولداً شحنات كهربائية تُعرف بالجهد الكهربائي، وهذا ما يُعرف بقانون فارادي، كما أنّ الجهد الكهربائي المتولد يقاوم تغير التدفق المغناطيسي ويُعبّر عنه في قانون فارادي بإشارة السالب " - "، ومنه تصبح صيغة القانون كما يأتي:[٥] EMF = - ΔΦ / t بحيث: EMF: القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة. ΔΦ: معدل تغير التدفق المغناطيسي. Δt: معدل التغير في الزمن.ي ويُقاس الجهد والمجال الكهرومغناطيسي بنفس الوحدة، وهي وحدة الفولت.[٤] قانون لينز لحفظ الطاقة صاغ هاينريش لينز في عام 1833م قانون لينز موضحاً فيه اتجاه التيار الكهربائي الناتج، وبأنّ التيار الكهربائي المُستحث دائماً يُعارض ويعاكس التغيّر في التدفق، بحيث يكون اتجاه المجال المغناطيسي الناتج من التيار المستحث معاكس لاتجاه المجال المغناطيسي الأصلي، وهذا ما أُشير إليه سابقاً بأنّه يتمّ دمجه مع قانون فارادي بإشارة السالب.[٤] أمثلة على قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثية ومن الأمثلة على قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة ما يأتي:[٥] المثال الأول: يتغير تدفق المجال المغناطيسي خلال الموصّل من 1 تسلا في متر مربع (T.m²) إلى 0.3 تسلا في متر مربع (T.m²) خلال 2 ثانية (s) من الزمن، ما هو المجال الكهرومغناطيسي؟ الإجابة: باستخدام صيغة قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثية (EMF): EMF = - ΔΦ / t، فإنّ: EMF = - (0.3 T.m² - 1 T.m²) / (2 s) = - (- 0.35) T.m²/s = 0.35 V المثال الثاني: يتغير تدفق المجال المغناطيسي خلال حلقة واحدة من السلك من 0.85 تسلا في متر مربع (T.m²) إلى 0.11 تسلا في متر مربع (T.m²)، وتبلغ قيمة القوة الدافعية الكهربائية الحثية خلاله 1.48 فولت، كم قيمة الوقت المطلوب لحدوث هذا التغيير؟[٦] الإجابة: باستخدام صيغة قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة (EMF): EMF = - ΔΦ / t، فإنّ: T = - ΔΦ / EMF (0.5s) = T = - (0.11 T.m² - 0.85 T.m²)/(1.48 V) تطبيقات على القوة الدافعة الكهربائية الحثية هناك العديد من التطبيقات التي تستخدم القوة الدافعة الكهربائية الحثية لتوليد الطاقة ونقلها، ومن هذه التطبيقات ما يأتي:[٧] تيارات إيدي (بالإنجليزية: Eddy currents): أو ما تُعرف بالتيار الدوامي، بسبب قيام تيارات الدوامي بمقاومة التغيير في المجال المغناطيسي؛ فإنّها تقوم بتحويل الطاقة المفقودة إلى أشكال للطاقة أكثر فائدة، مثل الطاقة الحركية وتحويلها إلى طاقة حرارية، وعلى الرغم من أنّ الطاقة المفقودة غير مرغوب بها عموماً، إلّا أنّها تُستخدم في كثير من التطبيقات العملية مثل؛ التيارات التي تعمل على فرامل القطارات، إذ تتعرّض العجلات أثناء كبح قوة القطار لمجال مغناطيسي يتولّد عنه تيارات دوامي، بحيث تقوم مقاومة تيار دوامي للمجال على إبطاء سرعة العجلات، وكلّما أبطأ القطار وقلة قوة الكبح يتوقف القطار بسلاسة. المولد الكهربائي: تمتلك المحركات والموّلدات ملف سلكي يتدفق خلاله مجال مغناطيسي، ويمكن أن يتمّ استخدام نفس الجهاز كموّلد أو محرك، إذ يقوم المحرك الكهربائي بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، بينما يقوم الموّلد باستخدام الطاقة الميكانيكية لإنتاج الكهرباء، وعندما يُستخدم الجهاز كمحرك، يمر تيار كهربائي عبر الملف السلكي ويتفاعل التيار مع المجال المغناطيسي ممّا يؤدي إلى دوران الملف، ولاستخدام الجهاز كمولد يتمّ عكس الملف وإحداث تيار كهربائي فيه. رجوع (EMF) في المحركات الكهربائية: عند تشغيل الثلاجة او مكيف الهواء أول مرة، فإنّ إضاءة الأضواء تصبح خافتة؛ وذلك بسبب حاجة محرك هذه الأجهزة في البداية لتيار كبير ليصل إلى سرعة التشغيل المطلوبة، وعندما تبدأ المحركات بالدوران يُقلّل التيار لتستمر في دورانها، ويتمّ ذلك عن طريق عمل المحرك كمولد أيضاً، إذ يحتوي المحرك على ملفات تدور نتيجة المجال المغناطيسي داخلها، ودوران هذه الملفات ينتج عنه قوة رجعية (EMF)، والتي تقاوم الجهد الذي سبّب دوران الملفات في البداية، ممّا يؤدي إلى تقليل تدفق التيار داخل الملفات بحيث يوفر للمحرك الطاقة اللازمة لتشغيله. المحولات: يتمّ توليد الكهرباء في محطة توليد بمكانٍ بعيد عن مكان استخدامها، وفي حال نقل الكهرباء عبر الخطوط إلى مكان استخدامها، وكانت المسافة قصيرة فإنّ المقاومة ستكون منخفضة نسبياً، ولكن إذا كانت المسافة طويلة فإنّ المقاومة ستكون كبيرة وستتسبّب بفقدان الطاقة وضياع الحرارة، ولذلك يتمّ تقليل التيار لتقليل الخسائر والحفاظ على الطاقة، من خلال زيادة الجهد الكهربائي بتطبيق قانون فاراداي للحثّ. الخلاصة تُعرّف القوة الدافعة الكهربائية الحثيّة (EMF) بأنّها الجهد الكهربائي الناتج من تغير تدفق المجال المغناطيسي عبر موصّل كهربائي خلال فترة من الزمن، وتُطبّق القوة الدافعة الكهربائية في قانون فارادي لقياس التدفق الكهرومغناطيسي بوحدة الفولت، كما يتمّ الإشارة إلى اتجاه الجهد الناتج والذي يعاكس اتجاه المجال المغناطيسي الأصلي الذي أنتج الجهد بإشارة السالب في قانون فارادي والتي أخبر عنها العالم لينز في قانون لينز لحفظ الطاقة. المراجع هل كان المقال مفيداً؟ نعم لا شارك المقالة فيسبوك تويترقد يعجبك أيضا : مواضيع ذات صلة بـ : القوة الدافعة الكهربائية الحثية القوة الدافعة الكهربائية قانون فاراداي قانون لينز للحث الكهرومغناطيسي قانون لف المحركات الكهربائية القوة الكهربائية

الرئيسية / تعليم ، تعريفات وقوانين علمية / وحدة قياس شدة المجال الكهربائي تمت الكتابة بواسطة: غيداء السفاسفه المزايده تم التدقيق بواسطة: سيف ابو عامر آخر تحديث: ٠٩:٤٤ ، ٢٥ يوليو ٢٠٢٣ ذات صلة قانون شدة المجال الكهربائي قانون حساب شدة المجال المغناطيسي وحدة قياس شدة التيار بماذا تقاس شدة التيار الكهربائي محتويات ١ وحدة قياس المجال الكهربائي ٢ العلاقة بين وحدات قياس شدة المجال الكهربائي ٣ المراجع وحدة قياس المجال الكهربائي يُعرّف المجال الكهربائي بأنه مقدار القوة الكهربائية التي تؤثر على شحنة نقطية، ويمكن عده كإحدى الخصائص الكهربائية المتعلقة بنقطة مشحونة في الفضاء (الزمان والمكان)، ويعرف المجال بأنه كمية متجهة، أي أن له قيمة واتجاهاً، ويكون اتجاه المجال هو نفسه اتجاه القوة الكهربائية المؤثرة في شحنة الاختبار النقطية، ورياضيًا؛ تتناسب شدة أو قوة المجال الكهربائي طرديًا مع مقدار القوة الكهربائية وعكسيًا مع مقدار الشحنة.[١] وعليه فإن وحدات قياسه هي ما يأتي: فيديو قد يعجبك: نيوتن / كولوم (بالإنجليزية: N/C) تعبر هذه القيمة عن وجود قوة قيمتها 1 نيوتن مؤثرة على وحدة الشحنة الاختبارية النقطية التي قيمتها 1 كولوم، وقد اشتقت هذه القيمة من قانون قوة المجال الكهربائي كما يلي: [٢] المجال الكهربائي يساوي القوة الكهربائية مقسومة على قيمة الشحنة النقطية. وبالرموز العربية: م = ق/ ش وبالرموز الإنجليزية: حيث أن: ق أو F: القوة كربائية المؤثرة على الشحنة النقطية، وتقاس بوحدة (نيوتن). ش أو q: مقدار الشحنة الكهربائية، وتُقاس بوحدة (كولوم). م أو E: قوة المجال الكهربائي، والتي سوف تكون وحدتها منطقيًا (نيوتن / كولوم). فولت/ متر (بالإنجليزية: V/m) وهي وحدة أخرى لقياس شدة المجال الكهربائي المنتظم بين لوحين متوازيين مشحونين بنفس مقدار الشحنة أحدهما موجب والآخر سالب، وبينمها فرق جهد مقداره 1 فولت، وتفصل بينهما مسافة 1 متر. وتكون شدة المجال الكهربائي ثابتة عند جميع النقاط، وفي نفس الاتجاه، ويُعبّر عنه رياضيًا في هذه الحالة بالمعادلة التالية:[٣] مقدار المجال الكهربائي يساوي قيمة الفولتية بين اللوحين المتوازيين مقسومة على المسافة بينهما. وبالرموز العربية: م = ج/ ف وبالرموز الإنجليزية: حيث أن: ج أو ΔV: قيمة فرق الجهد الذي يقاس بوحدة (فولت). ف أو Δx: المسافة بين اللوحين، وتقاس بوحدة (المتر). م أو E: قوة المجال الكهربائي، والتي تقاس منطقيًا بوحدة (فولت / متر). العلاقة بين وحدات قياس شدة المجال الكهربائي تتساوى الوحدتان (فولت/متر) و(نيوتن/كولوم) بنسبة 1:1، أي أن 1 فولت/متر تساوي تمامًا 1 نيوتن/كولوم، وتستخدم كلاهما لقياس شدة المجال الكهربائي، ويمكن إثبات ذلك رياضيًا كما يأتي:[٤] وضع المعادلة التي تجمع الجهد الكهربائي والشغل: الجهد الكهربائي = الشغل / الشحنة ...........المعادلة رقم (1) (فولت) = (جول) / (كولوم) وضع تعريف الشغل وقانونه: الشغل = القوة × المسافة .........المعادلة رقم (2) (جول) = (نيوتن) × (متر) عند تعويض معادلة رقم (2) في المعادلة رقم (1)، سوف ينتج ما يأتي: الجهد الكهربائي = (القوة × المسافة) / الشحنة (فولت) = ((نيوتن) × (متر)) / (كولوم) وبعد قسمة الطرفين على مقدار المسافة، ينتج ما يأتي: الجهد الكهربائي / المسافة = القوة / الشحنة (فولت) / (متر) = (نيوتن) / (كولوم) وبالتالي فإن الوحدتين متساويتان بالكامل.

تعريفات وقوانين علمية / قوانين شدة التيار الكهربائي قوانين شدة التيار الكهربائي تمت الكتابة بواسطة: Hanadi sam آخر تحديث: ١٠:٥١ ، ٢٤ مايو ٢٠٢١ ذات صلة قانون التيار الكهربائي كيف نحسب شدة التيار الكهربائي كيفية حساب شدة التيار الكهربائي قانون حساب شدة المجال المغناطيسي محتويات ١ قوانين شدة التيار الكهربائي ٢ قانون أوم ٣ تعريف التيار الكهربائي ٤ المراجع قوانين شدة التيار الكهربائي يُرمز لشدة التيار الكهربائي بالرمز (I) نسبةً إلى كثافة التيار، والتي يُطلق عليها بالعادة التيار الحالي،[١] وهي عبارة عن كمية الكهرباء التي تعبر في مقطع الموصل في الثانية الواحدة، كما تُعرف شدة التيار الكهربائي بأنّها تدفق الشحنات الكهربائية عبر مادة موصلة، وتُقاس بالأمبير (A)؛ وهو وحدة مشتقّة تُساوي كولوم لكل ثانية (كولوم/ث).[٢][٣] يُعرّف الأمبير بأنّه شدة التيار الكهربائي الناجمة عن تدفق شحنة مقدارها 1 كولوم في مقطع موصل خلال زمن مقداره ثانية واحدة، بينما يُعرّف الكولوم بأنّه كمية الشحنة التي تعبر مقطع الموصل في ثانية واحدة وتُنتج تيار مقداره 1 أمبير، ويُعبر عن شدة التيار من خلال العلاقة الآتية:[٢] فيديو قد يعجبك: شدة التيار الكهربائي = الشحنة الكهربائية / الزمن. قانون أوم يُستخدم قانون أوم لحساب فرق الجهد الكهربائي في الدارة الكهرائية مقاساً بمقدار شدة التيار الكهربائي مقسومة على المقاومة في الدارة،ويُعبر عن قانون الأوم بالعلاقة التالية:[٤] فرق الجهد الكهربائي (V) = شدة التيار الكهربائي (I) / المقاومة (R). يجدر بالذكر أنّ شدة التيار الكهربائي تتناسب طردياً مع فرق الجهد الكهربائي، أيّ كلما كان فرق الجهد الكهربائي في البطارية أعلى تزداد شدة التيار الكهربائي، كما أنّ شدة التيار الكهربائي تتناسب عكسياً مع المقاومة، فكلما كانت المقاومة أكبر قلّ تدفق الالكترونات، وبالتالي تقل شدة التيار الكهربائي،[٤] كما تجدر الإشارة إلى أنّ المقاومة الكهربائية تتأثر بنوع المادة الموصلة، وذلك لأنّ الأحمال الكهربائية تتفاوت بتفاوت نوع المادة الموصلة التي تحملها، بالإضافة إلى بعض العوامل الأخرى، وكلما زاد الحمل زادت مقاومة المواد التي تُصنع منها.[٥] تعريف التيار الكهربائي يُعرّف التيار الكهربائي بأنّه معدل تدفق الشحنات الكهربائية في نقطة معينة في الدائرة الكهربائية، وتكون الشحنات المتدفقة إمّا إلكترونات مشحونة بشحنة سالبة أو حاملة للشحنات الموجبة؛ مثل: البروتونات، والأيونات الموجبة، وغير ذلك.[٦]