حل اتقان المفاهيم

خريطة المفاهيم:

24. أكمل خريطة المفاهيم أدناه باستخدام المصطلحات التالية: المولد الكهربائي، القوة الدافعة الكهربائية العكسية، قانون لنز.

إتقان المفاهيم:

25. ما الجزء المتحرك في المولد الكهربائي؟

الملف ذو القلب الحديدي.

26. لماذا يستخدم الحديد قلباً للملف؟

يستخدم الحديد في الملف ذو القلب الحديدي لزيادة تركيز المجال المغناطيسي.

للإجابة عن الاسئلة 29-27 ارجع إلى الشكل 18-2.

27. يتحرك موصل داخل مجال مغناطيسي ويتولد جهد كهربائي بين طرفيه في أي اتجاه يجب أن يتحرك الموصل بالنسبة إلى المجال المغناطيسي دون أن يتولد جهد؟

أقل جهد متولد (صفر فولت) ينتج عندما يتحرك الموصل بصورة موازية لخطوط المجال المغناطيسي.

28. ما قطبية الجهد الحثي المتولد في ملف لولبي عند تقريب القطب الجنوبي لمغناطيس؟

ستتولد في الموصل المتحرك عند القطب الجنوبي جهد محثث موجب.

29. ما أثر زيادة الطول الكلي للموصل داخل مولد كهربائي؟

زيادة طول الموصل تزيد الجهد المتولد.

30. يما تتشابه نتائج كل من أورستد وفاراداي؟ وفيم تختلف؟

يتشابهان في كون كل منهما يبين العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية ويختلفان في أن التيار الثابت يولد مجالاً مغناطيسياً في حين يتطلب مجالاً مغناطيسياً متغيراً لتوليد التيار الكهربائي.

31. لديك ملف سلكي وقضيب مغناطيسي، صف كيف يمكنك استخدامهما في توليد تيار كهربائي؟

إما بتحريك المغناطيس إلى داخل الملف أو خارجه أو بتحريك الملف إلى أعلى أو إلى أسفل فوق طرف المغناطيس.

32. ما الذي ترمز إليه EMF؟ وما سبب عدم دقة الاسم؟

ترمز إلى القوة الدافعة الكهربائية، وهي ليست قوة وإنما فرق جهد (طاقة لكل وحدة شحنة).

33. ما الفرق بين المولد الكهربائي والمحرك الكهربائي؟

في المولد، تدور الطاقة الميكانيكية الملف ذا القلب الحديدي داخل المجال المغناطيسي، ويسبب الجهد الحثي تدفق التيار الكهربائي، وبذلك تنتج طاقة كهربائية، أما في المحرك فيطبق جهد عبر ملفات المثبت داخل المجال المغناطيسي، فيسبب الجهد تدفق التيار في الملف، لذا يدور الملف فينتج طاقة ميكانيكية.

34. اكتب الأجزاء الرئيسة لمولد التيار المتناوب AC.

يتكون مولد التيار المتردد AC من مغناطيس دائم، وملف الملف ومجموعة الفرشاتين، وحلقة.

35. لماذا تكون القيمة الفعالة للتيار المتناوب أقل من القيمة العظمى له؟

تتغير القدرة المتولدة بين صفر وقيمة عظمى في مولد التيار المتردد، عند دوران الملف. والتيار الفعال أو القيمة الفعالة للتيار هي القيمة الثابتة للتيار التي تسبب تبديد القدرة المتوسطة في مقاومة الحمل.

36. الكهرومائية يدير الماء الذي كان محجوزاً خلف السد التوربينات التي تدور المولدات، أعد قائمة بجميع أشكال الطاقة وتحولاتها منذ كان الماء محجوزاً إلى أن تولدت الكهرباء.

هناك طاقة وضع في الماء المحجوز أو المخزن خلف السد، والطاقة الحركية للماء الساقط تدير التوربينات، وتولد طاقة كهربائية في المولد.

37. اكتب نص قانون لنز.

التيار الحثي المتولد يؤثر دائماً في اتجاه يجعل المجال المغناطيسي الناتج عنه يقاوم التغيير في التيار المولد له.

38. ما الذي يسبب تولد القوة الدافعة الكهربائية العكسية في المحرك الكهربائي؟

هذا هو قانون لنز، عندما يبدأ المحرك في الدوران يسلك سلوك مولد، ويولد تياراً معاكساً للتيار الذي زود به المحرك.

39. لماذا لا تحدث شرارة كهربائية عندما تغلق مفتاحاً كهربائياً لتمرير تيار إلى محث، في حين تحدث الشرارة عند فتح ذلك المفتاح؟

تنتج الشرارة عن القوة الدافعة الكهربائية العكسية التي تحاول الحفاظ على استمرار تدفق التيار، وتكون القوة الدافعة الكهربائية العكسية كبيرة لأن التيار نقص إلى الصفر بسرعة، وعند إغلاق المفتاح لا تكون زيادة التيار سريعة بسبب مقاومة الأسلاك.

40. لماذا يكون الحث الذاتي في ملف عاملاً رئيساً عندما يمر فيه تيار متناوب AC في حين يكون عاملاً ثانوي عندما يمر فيه تيار مستمر DC؟

التيار المتردد متغير دائماً في المقدار والاتجاه، ولذلك، فالحث الذاتي يكون عاملاً ثابتاً، ويكون التيار المباشر ثابتاً أيضاً، ولذلك بعد فترة قصيرة نجم أنه لن يكون هنالك تغير في المجال المغناطيسي.

41. وضح لماذا تظهر كلمة "تغير" في هذا الفصل بكثرة؟

المجال المغناطيسي المتغير فقط هو الذي يولد قوة دافعة كهربائية حثية كما اكتشف فاراداي.

42.علام تعتمد النسبة بين القوة الدافعة الكهربائية في كل من دائرتي الملفين الابتدائي والثانوي للمحول نفسه؟

نسبة عدد لفات السلك في الملف الابتدائي إلى عدد لفات السلك في الملف الثانوي هي التي تحدد نسبة القوة الدافعة الكهربائية.