إختبار الكتروني - الفصل الثاني"الفيض المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار كهربي في ملف دائري وملف حلزوني"

الفكرة العلمية

الحث الكهرومغناطيسى ، وهو يستخدم في تحويل الطاقة الحركية " الميكانيكية " الي طاقة كهربية .

التركيب

1- مغناطيس ثابت قوى على شكل حدوة الفرس

2- ملف من سلك نحاسى معزول تتصل نهايتيه بحلقتين معدنيتين تدوران مع دوران الملف فى المجال المغناطيسى .

3- فرشتان من الجرافيت تلامس كل منهما حلقة واحدة من الحلقتين المنزلقتين .

كيف يعمل الدينامو؟

عندما يدور الملف فان ضلعاه الطوليان يقطعان الفيض المغناطيس فيتولد فى الملف emf  مستحثه  وتيار مستحث فتعمل احدى الحلقتين على نقل التيار المستحث الى الدائرة الخارجية عن طريق فرشاة الجرافيت ثم ينتقل التيار المستحث من الدائرة الخارجية الى الحلقة الاخرى عبر فرشاة الجرافيت الاخرى ثم ينتقل التيار الى الملف وهكذا .

عندما يدور الملف تتولد فى السلك  ab  والسلك cd  قوة دافعة كهربية مستحثة

تتعين من العلاقة :-

emf = BLv  sinq

وتكون القوة الدافعة الكهربية الكلية تتعين من العلاقة :-

emf = 2BLv  sinq

ولكن تتعين السرعة الخطية للملف من العلاقة :-

 = v wr 

حيث w السرعة الزاوية                                                                               

فيصبح :        emf=2BLrw  sinq

ولكن مساحة الملف تتعين من العلاقة :-

                                              A = 2Lr

ويصبح :

emf = ABw  sinq 

واذا كانت عدد لفات الملف N فان 

emf = NABw  sinq 

- السرعة الزاويةw( التردد الزاوي)

هى الزاوية التى يمسحها نصف القطر فى الثانية          w  =pf 2

وحدة قياس السرعة الزاوية  راديان / ثانية

- زاوية الدورانq                    q= 2pf t              :q   = wt 

زاوية دوران الملف من الوضع العمودى (وضع الصفر )

او الزاوية المحصورة بين العمودى على مستوى الملف والمجال

او الزاوية بين العمودى على المجال ومستوى الملف

او الزاوية بين اتجاه سرعة الملف واتجاه كثافة الفيض

ويلاحظ ان :       p = 180^o

3- التيار المتردد A.C

هو التيار الذى تتغير شدتة واتجاهه بصفة دورية مع الزمن .

4- اذا كانت زاوية الدوران من وضع الصفر = 90  درجة اى ان الملف مواز للفيض فان

 القوة الدافعة الكهربية فى هذه اللحظة تكون اكبر مايمكن وتسمى النهاية العظمى للقوة الدافعة الكهربية المستحثة  حيث :-

emf = NABw  sinq 

NABw  sinq = emf _max   

NABw  = emf _max  

ويمكن استنتاج ان القوة الدافعة المستحثة اللحظية :     sinq   emf _max  =  emf 

وبالمثل يمكن ايجاد شدة التيار المستحث اللحظى  من العلاقة :-       sinq   I _max  =  I

5- اذا كانت زاوية الدوران من وضع الصفر = 45  درجة فان:-

 قيمة القوة الدافعة الكهربية المستحثة الناتجة حينئذ تسمى بالقيمة الفعالة للقوة الدافعة الكهربية المستحثة  emf _eff  حيث

 sin 45                                              NABw  = emf 

                                            emf _max sin 45   = emf _eff 

    القيمة الفعالة للتيار المتردد

هو شدة التيار المستمر الذى يولد نفس كمية الحرارة التى يولدها التيار المتردد عند مروره فى نفس الموصل وفى نفس الزمن .

او هو شدة التيار المستمر الذى يولد نفس القدرة التى يولدها التيار المتردد عند مروره فى نفس المقاومة.

الفكرة العلمية لقياس شدة التيار المتردد

قياس الاثر الحرارى الناتج عن مرور التيار المتردد  فى موصل

الجهاز الذي يقيسه  الاميتر الحراري 

اولا :- تقويم التيار المتردد تقويم نصف موجى

يتم استبدال الحلقتين المعدنيتين باسطوانة

نحاسية جوفاء مشقوقة الى نصفين بحيث يكون 

مستوى الشقين عمودى على مستوى الملف حيث

عندما يبدأ التيار فى تغيير اتجاهه كل نصف دورة

فان نصفى الحلقة يتبادلا التلامس مع الفرشتين

وبالتالى يظل التيار فى نفس الاتجاه .

مقوم التيار

اسطوانه نحاسية جوفاء مشقوقة الى نصفين بحيث

يكون مستوى الشقين عمودى على مستوى الملف .

ملاحظات هامة

- اتجاه التيار فى ملف الدينامو دائماً متغير الشدة والاتجاه و يتوقف اتجاه التيار فى الدائرة الخارجية على شكل اطراف ملف الدينامو حيث إذا كان :-

أ – طرفا الملف حلقتان معدنيتان يكون التيار فى الدائرة الخارجية متردد متغير الشدة والاتجاه

ب- طرفا الملف حلقة مشقوقة لنصفين يكون التيار فى الدائرة الخارجية موحد الاتجاه ومتغير الشدة

ج- إذا كان هناك عدة ملفات بين مستوياتها زاويا متساوية ومتصلة بحلقة مشقوقة إلى عدة شقوق بحيث يكون عدد الشقوق ضعف عدد الملفات يكون التيار فى الدائرة الخارجية تيار مستمر

تعديل المقال