ملخص الدرس / الثآنية ثانوي/فيزياء/الظواهر الكهربائية/مقاربات الأفعال المتبادلة الكهرومغناطيسية

كل ناقل يعبره التيار و هو مغمور في حقل مغناطيسي يخضع لقوة كهرومغناطيسية ماكروسكوبية قوة لابلاص Laplace 

خصائص قوة لابلاص : 

للقوة الكهرومغناطيسية    المؤثرة على جزء  من ناقل مستقيم يعبره تيار شدته I  و هو مغمور في حقل مغناطيسي شدته  B  يصنع حامله زاوية   مع الناقل الموجه في اتجاه التيار الخصائص التالية : 

- نقطة التطبيق في منتصف جزء الناقل الخطي المغمور داخل الحقل المغناطيسي .

- نقطة التطبيق في منتصف جزء الناقل الخطي المغمور داخل الحقل المغناطيسي 

- اتجاه يعين باستعمال طريقة اليد اليمنى مثلا 

- شدة تعطى بعلاقة لابلاص التالية : 

حيث  F  بالنيوتن(N)   وI   بالأمبير (A)  و    بالمتر  (m)   و  B  بالتسلا (T)

تطبيقات قوة لابلاص 

الإطار المتحرك هو عبارة عن سلك ناقل ملفوف مشنلا إطارا مستطيلا غير قابل للتشوه و يمكنه الدوران حول محور يمر من مركزه و مواز لطوله , و يسري فيه تيار كهربائي شدته I و هو مغمور داخل حقل مغناطيسي منتظم 

للقوى المطبقة على الإطار أثر دوراني تجعله يدور حول محوره الى أن يستقر في وضعية يكون فيها شعاع الحقل المغناطيسي عمودي على مستوى سطح الإطار 

المحرك الكهربائي : 

يتمون المحرك الكهربائي من جزئين رئيسيين : 

- الجزء الثابت " الساكن stator"  و هو عبارة عن مغناطيس أو مغناطيس كهربائي . 

- الجزء المتحرك " الدوار rotor "  و هو عبارة عن وشيعة أو أكثر ملفوفة حول نواة حديدية قابلة للدوران حول محور ثابت . 

إن مرور التيار الدوار ينشئ قوى كهرومغناطيسية عليها نتيجة وجودها داخل الحقل المغناطيسي للجزء الثابت إذ تكون هذه القوى الكهرومغناطيسية سبب حركة الدوار 

النحرك الكهربائي هو عبارة عن محلول كهروميكانيكي , يحول الطاقة الكهربائية التي يتلقاها الى طاقة ميكانيكية تظهر في الحرمة الدورانية للنواة الحديدية للدوار . 

مكبر الصوت :

تتأثر الوشيعة المثبتة على العشاء و رقي مرن الموجودة في الفراغ البيني لمغناطيس مكبر الصوت عندما يعبرها تيار كهربائي بقوة كهرومغناطيسية مةازية لمحورها و تتبع تغيراتها تغيرات شدة التيار المار في الوشيعة محدثة حركة اهتزازية للغشاء منتجة أمواجا صوتية في الهواء . مكبر الصوت هو عبارة عن محول كهروميكانيكي يحول الطاقة الكهربائي التي يتلقاها الى طاقة ميكانيكية تظهر في حركة الغشاء 

ظاهرة التحريض الكهرومغناطيسي : 

التحريض ظاهرة تبرز في دارة عندما تقطع هذ الدارة أو جزءا منها خطوط الحقل المغنايسي أي كلما يحدث تغير للتدفق المعناطيسي عبر هذه الدارة . و تتمثل هذه الظاهرة في بروز قوة كهربائية متحرضة e تكون سببا في نشوء تيار متحرض i في الدارة 

التدفق الكهررمغناطيسي: 

يتعلق التدفق الكهرومغناطيسي    بمساحة السطح المغمور في الحقل المغناطيسي من الدارة و شدة الخقل المغناطيسي و الزاوية    بين شعاع السطح   و شعاع الحقل المغناطيسي    و في حالة الوشيعة بعدد لفاتها   N  أي :      أين : 

تقدر بالويبر   Wb ; B   بالتسلا T ; و   S   بالمتر المربع m²

قانةن فرادي :

ينشئ التحريض الكهرومغناطيسي قوة كهربائية محركة تحريضية e تتناسب قيمتها طردا مع التغير     في التدفق و عكسا مع المدة الزمنية    لهذا التغير أي :  

حيث تقدر  e  بالفولط  V  ,    بالوبير Wb  و    بالثانية s 

قانةن لانز : 

يكون للتيار النتحرض قيمة وجهة بحيث يعاكس بآثاره السبب الذي أدى لوجوده . و لذلك ما يمكن التعبير عنه بكتابة علاقة فرادى على شكل جبري للتعبير عن الجهة بإدخال إشارة " -" فيها : 

نظرية ماكسوال :

يتناسب عمل القوة الكهرومغناطيسية المطبقة على ناقل يعبره تيار i و يقطع تدفقا قدره     مع شدة التيار و قيمة التدفق المقطوع : 

يكون هذا العمل محركا إذا كان التدفق المقطوع موجبا و مقاوما إذا كان التدفق المقطوع سالبا أي عمل محرك :     و عمل مقاوم : 

التيار المتناوب الجيبي : 

يمتاز التواتر (أو شدة التيار ) المتناوب الجيبي بكونه متغبر القيمة اللحظية و اشارتها (أو سدتهاللحظية و جهته ) خلال الزمن بشكل جيبي . يمكن مشاهدة تغيراته على شاشة راسم الاهتزاز المهبطي من المقادير المميزة له : 

- سعة التوتر (أو شدة التيار ) هي القيمة المطلقة لأعظم قيمة يبلغها التوتر (أو شدة التيار ) خلال الزمن نرمز لها بالرمز    أو 

- دور التوتر (أو التيار ) p2RIODE هي أقصر مدة زمنية بين لحظتين متتاليتين يبلغ فيهما التوتر (أو شدة التيار ) نفس القيمة و بنفس الإشارة (أو الجهة ) نرمز للدور عاد بالحرف t ووحدته هي الثانية (s)

- تواتر التوتر (أو التيار ) Fréque,ce :  هو عدد الأدوار التي ترسمها الاشارة في وحدة الزمنو نرمز له بالحرف f و تربطه بالدور العلاقة : f=1/T وحدته هي المرتز Hz أي : 

التوتر المنتج أو الفعال : 

التوتر المنتج (أو الشدة المنتجة )    هي قيمة التوتر (أو شدة التيار ) المتناوب الجيبي تساوي قيمة التوتر المستمر الذي يصرف نفس الطاقة , بالفعل الحراري (فعل جول ) التي يصرفها التوتر المتناوب الجيبي في نفس الناقل الأومي R خلال نفس الندة الزمنية . 

تقاس القيمة المنتجة مباشرة بواسطة الفولط متر المضبوط في وضع المتناوب 

تربط العلاقة التالية القيمة المنتجة بالقيمة الأعضمية للتوتر المتناوب الجيبي : 

و هي علاقة صالحة في التوترات المتناوبة 

- قانون أوم في التيار المتناوب الجبيبي : 

يبقى قانون أوم ساري المفعول في كل لحظة أي ضالح لحظيا في التيار المتناوب و يطبق على الشكل التالي :     حيث   Z  تدعى ممانعة العنصر الكهربائي المعتبر و تقدر في نظام الوحدات الدولية مثل المقاونة بالأوم    . و نرمز لها عادة بالرمز :     في حالة الوشيعة و       في حالة المكثفة . 

- كيف نمر من التيار المتناوب الجيبي الى التيار المستمر ؟ 

تحويل التوتر المتناوب الجيبي الى توتر مستمر يمر بثلاث مراحل أساسية : 

- المرجلة الأولى : تخفيض قيمة التوتر باستعمال المحول 

- المرحلة الثانية : تقويم التوتر المتناوب لجعله يحافظ علة نفس الإشارة باستعمال مركب كهربائي يدعى الصمام الثنائي . 

- المرحلة الثالثة : تنليس التوتر بواسطة مكثفة ملائمة . 

- المحول : تتعلق قيمة التوتر الثانوي     في المحول المثالي (عند ‘همال الضياع في الطاقة ) بقيمة التوتر في الأولى     وعدد لفات الأولى     و الثانوي      بحيث تتحقق العلاقة التالية : 

إذا كان      يدعى المحول نخفض للتوتر و إذا كان    يدعى محول رافع للتوتر 

تلعب المكثفات دورا مهما في كثير من الدارات الكهربائية و الالكترونية و تقوم بعدة وظائف 

في التيار المستمر يتمثل دورها في منع مرور التيار عبرها بعد فترة قصيرة ججدا لازمة لشحنها 

في التيار المتناوب الجيبي , تتوالى عمليات الشحن و التفريغ للمكثفة و تستعمل هذه الظاهرة لتمليس التيار بعد تقويمه في دارة تحويل التيار المتناوب الى تيار مستمر