فيزياء 3ث – الفصل 3: الحث الكهرومغناطيسي

أولا: قانون فاراداي

عند تغير الفيض المغناطيسي (Φ) خلال ملف تتولد قوة دافعة مستحثة: emf = -N × ΔΦ / Δt حيث N عدد اللفات. الفيض: Φ = B × A (عند التعامد). مثال: ملف 100 لفة تغير الفيض خلاله من 0.02 إلى 0.06 وبر في 0.1 ثانية: emf = -100 × (0.04/0.1) = -40 فولت.

ثانيا: قانون لنز

اتجاه التيار المستحث يعاكس التغير المسبب له (حفظ الطاقة). فعند تقريب قطب شمالي من ملف يتولد تيار يجعل وجه الملف شماليا للتنافر، وعند إبعاده يتولد تيار يجعله جنوبيا للتجاذب. الإشارة السالبة في قانون فاراداي هي تعبير رياضي عن لنز.

ثالثا: الحث المتبادل والذاتي

الحث المتبادل (M): تغير التيار في ملف يولد emf في ملف مجاور: emf = -M × ΔI/Δt. الحث الذاتي (L): تغير تيار الملف يولد emf في نفس الملف يعاكس التغير: emf = -L × ΔI/Δt.

رابعا: الدينامو والمحول

الدينامو (المولد): يحول الطاقة الميكانيكية لكهربية بتدوير ملف في مجال (عكس الموتور). emf الناتجة جيبية. المحول الكهربي: يرفع أو يخفض الجهد المتردد: V1/V2 = N1/N2. الرافع: لفات الثانوي أكثر. الخافض: لفات الابتدائي أكثر. يعمل على المتردد فقط لأنه يحتاج تغير الفيض.

تدريبات

1. ملف 50 لفة تغير فيضه بمعدل 0.2 وبر/ث: احسب emf.
2. اشرح لنز مع مثال التقريب والإبعاد.
3. ما الفرق بين الحث الذاتي والمتبادل؟
4. محول لفاته 100 و1000 وجهد الدخل 220V: احسب جهد الخرج ونوعه.
5. لماذا لا يعمل المحول على التيار المستمر؟