حل أسئلة التقويم الفصل الثاني ( الحث الكهرومغناطيسي )
بسم
الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله و بركاته
حل أسئلة التقويم الفصل الثاني (
الحث الكهرومغناطيسي )
نبدأ على بركة الله ...
خريطة المفاهيم
24. اكمل خريطة المفاهيم أدناه
باستخدام المصطلحات التالية : المولد الكهربائي ، القوة الدافعة الكهربائية
العكسية ، قانون لنز .
الحل :
إتقان المفاهيم
25. ما الجزء المتحرك في المولد
الكهربائي ؟
الحل :
الجزء المتحرك في المولد الكهربائي يتكون من عدد
من لفات السلك الكهربائي ملفوفة على قلب من حديد ، و عندما يدور هذا الجزء في مجال
مغناطيسي ، فإن لفات السلك تقطع المجال المغناطيسي فينشأ تيار حثي .
26. لماذا يستخدم الحديد قلبا للملف ؟
الحل :
يستخدم الحديد في الملف ذو القلب الحديدي لزيادة
تركيز المجال المغناطيسي .
للإجابة عن الأسئلة 27-29 ارجع
إلى الشكل 2-17
.
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 ؟
الحل :
أقل جهد متولد ( صفر فولت ) ينتج عندما يتحرك
الموصل موازيا لخطوط المجال المغناطيسي .
28.
ما قطبية الجهد الحثي المتولد في السلك عندما يقطع القطب الجنوبي لمجال
مغناطيسي ؟
الحل :
ستتولد في الموصل المتحرك عند القطب الجنوبي جهد
حثي موجب .
29. ما أثر زيادة الطول الكلي للموصل
داخل مولد كهربائي ؟
الحل :
تؤدي زيادة طول الموصل على زيادة الجهد المتولد .
30. فيم تتشابه نتائج كل من أورستد
وفاراداي ؟ وفيم تختلف ؟
الحل :
يتشابهان في كون كل منهما يبين العلاقة بين
الكهرباء والمغناطيسية . ويختلفان في ان التيار الثابت يولد مجالا مغناطيسيا ، في
حين يتطلب توليد التيار الكهربائي مجالا مغناطيسيا متغيرا .
31. لديك ملف سلكي وقضيب مغناطيسي . صف
كيف يمكنك استخدامها في توليد تيار كهربائي ؟
الحل :
إما بتحريك المغناطيس إلى داخل الملف أو خارجه أو
بتحريك الملف إلى أعلى او إلى اسفل فوق طرف المغناطيس .
32. ما الذي ترمز إليه EMF ؟ وما سبب عدم دقة الاسم ؟
الحل :
ترمز إلى القوة الدافعة الكهربائية الحثية ، وهي
ليست قوة و إنما فرق جهد ( طاقة لكل وحدة شحنة ) .
33. ما الفرق بين المولد الكهربائي
والمحرك الكهربائي ؟
الحل :
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 الملف المثبت
داخل المجال المغناطيسي ، فيسبب الجهد تدفق التيار في الملف لذا يدور الملف فينتج
طاقة ميكانيكية .
34. اكتب الأجزاء الرئيسة لمولد التيار
المتناوب AC .
الحل :
يتكون مولد التيار المتناوب AC من
مغناطيس دائم ، وملف ومجموعة الفرشاتين ، والحلقة .
35. لماذا تكون القيمة الفعالة للتيار
المتناوب أقل من القيمة العظمى له ؟
الحل :
تتغير القدرة المتولدة بين صفر وقيمة عظمى في ولد
التيار المتناوب عن دوران الملف . والتيار الفعال أو القيمة الفعالة للتيار هي
القيمة الثابتة التي تسبب تبديد القدرة المتوسطة في مقاومة الحمل .
36. الكهرومائية يدير الماء الذي كان
محجوزا خلف السد التربينات التي تدور المولدات . أعد قائمة بجميع أشكال الطاقة
وتحولاتها منذ كان الماء محجوزا إلى ان تولدت الكهرباء .
الحل :
هناك طاقة وضع في الماء المحجوز أو المخزن خلف السد ، والطاقة الحركية للماء
الساقط تدير التوربينات ، وتولد طاقة كهربائية في المولد . وهناك طاقة ضائعة في
التوربينات نتيجة الاحتكاك تظهر على شكل طاقة حرارية .
37. اكتب نص قانون لنز .
الحل :
التيار الحثي المتولد يؤثر دائما في اتجاه يجعل
المجال المغناطيسي الناتج عنه يقاوم التغير في التيار المولد له .
38. ما الذي يسبب تولد القوة الدافعة
الكهربائية العكسية في المحرك الكهربائي ؟
الحل :
هذا هو قانون لنز ، يسلك المحرك عندما يدأ في
الدوران سلوك مولد ، ويولد تيارا معاكسا للتيار الذي زود به المحرك .
39. لماذا لا تحدث شرارة كهربائية
عندما تغلق مفتاحا كهربائيا لتمرير تيار محث ، في حين تحدث الشرارة عند فتح ذلك
المفتاح ؟
الحل :
تنتج شرارة 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 الاسلاك .
40. لماذا يكون الحث الذاتي في ملف
عاملا رئيسيا عندما يمر فيه تيار متناوب AC في حين يكون عاملا ثانويا
عندما يمر فيه تيار مستمر DC ؟
الحل :
يكون التيار المتناوب متغيرا دائما في المقدار
والاتجاه ، ولذلك يكون عاملا أساسيا في الحث الذاتي في الملف ، أما عندما يكون
التيار مستمرا فهو يصبح ثابتا بعد فترة قصيرة ، وعندما لا يحدث تغير في المجال
المغناطيسي لذا ، يعد التيار المستمر DC عاملا ثانويا في الحث الذاتي في الملف .
41. وضح لماذا تظهر كلمة
"تغير" في هذا الفصل بكثرة ؟
الحل :
كما اكتشف فاراداي فإن المجال المغناطيسي المتغير
هو الذي يولد قوة دافعة كهربائية حثية .
42. علام تعتمد النسبة بين القوة
الدافعة الكهربائية في كل من دائرتي الملفين الابتدائي والثانوي للمحول نفسه ؟
الحل :
تعتمد القوة الدافعة الكهربائية EMF على
نسبة عدد لفات السلك في الملف الابتدائي إلى عدد لفات السلك في الملف الثانوي .
تطبيق المفاهيم
43. استخدام الوحدات لإثبات أن الفولت
هو وحدة قياس للمقدار BLv .
الحل :
44. عندما يتحرك سلك داخل مجال
مغناطيسي فهل تؤثر مقاومة الدائرة المغلقة في التيار فقط ، ام في القوة الدافعة
الكهربائية فقط ، أم في كليهما ، أم لا يتأثر أي منها ؟
الحل :
تؤثر في التيار فقط .
45. الدراجة الهوائية عندما يبطئ أحمد
من سرعة دراجنه ماذا يحدث للقوة الدافعة الكهربائية الناتجة عن مولد دراجنه ؟
استخدم مصطلح ( الملف ذو القلب الحديدي ) خلال التوضيح .
الحل :
عندما
يبطئ أحمد دراجته الهوائية ستقل سرعة دوران الملف ذي القلب الحديدي الموجود داخل
المجال المغناطيسي ، لذلك ستقل القوة الدافعة الكهربائية الناتجة في مولد دراجته .
46. يتغير اتجاه الجهد المتناوب (AC) 120 مرة في كل ثانية ، فهل
يعني ذلك ان الجهاز الموصول بجهد متناوب AC يفقد الطاقة ويكتسبها
بالتناوب ؟
الحل :
لا ، تتزامن تغيرات إشارة التيار مع تغيرات إشارة
الجهد ، لذا يكون حاصل ضرب التيار في الجهد دائما موجبا .
47. يتحرك سلك بصورة أفقية بين قطبي مغناطيس ، كما هو موضح في الشكل 2-18 . ما اتجاه التيار الحثي فيه ؟
الحل :
لا يتولد تيار حثي في السلك ، لأن اتجاه السرعة
مواز لاتجاه المجال المغناطيسي .
48. عملت مغناطيسا كهربائيا بملف سلك
حول مسمار طويل ، كما هو موضح في الشكل 2-19
، ثم وصلته مع بطارية ، فهل يكون التيار أكبر بعد التوصيل مبائرة ، أم بعد التوصيل
بعدة أعشار من الثانية ، أم يبقى التيار نفسه دائما ؟ وضح إجابتك .
الحل :
يزداد التيار بعد التوصيل بعدة أعشار من الثانية
، لأن القوة الدافعة الكهربائية الحثيية المتولدة في الملف تقاوم تكون التيار بعد
التوصيل مباشرة .
49. تتحرك قطعة من حلقة سلكية إلى اسفل بين قطبي مغناطيس ، كما هو موضح في الشكل 2-20 . ما اتجاه التيار الحثي المتولد ؟
الحل :
اتجاه التيار إلى اليسار وعلى طول مسار السلك .
50. وصل محول مع بطارية بواسطة مفتاح
كهربائي ، ووصلت دائرة الملف الثانوي مع مصباح كهربائي ، كما في الشكل 2-21 . هل يضيء المصباح ما دام المفتاح مغلقا ، أم عند لحظة الإغلاق
فقط ، أم عند فتح المفتاح فقط ؟ وضح إجابتك .
الحل :
سيضيء المصباح عند وجود تيار في دائرة الملف
الثانوي ، وهذا يحدث كلما تغير تيار الملف الابتدائي ، ولذلك يضيء المصباح في
الحالتين عند فتح المفتاح أو إغلاقه .
51. المجال المغناطيسي الأرضي اتجاه
المجال المغناطيس الأرضي في النصف الشمالي في اتجاه الأسفل ونحو الشمال ، كما هو
موضح في الشكل 2-22 . إذا تحرك سلك أفقي (
يمتد من الشرق إلى الغرب ) من الشمال إلى الجنوب فما اتجاه التيار المتولد ؟
الحل :
اتجاه التيار المتولد من الغرب إلى الشرق .
52. إذا حركت سلكا نحاسيا إلى أسفل خلال
مجال مغناطيسي B كما في الشكل 2-19 فأجب عما يلي :
a.
هل يسري التيار الحثي المتولد في قطعة السلك إلى اليسار أم إلى اليمين
؟
b.
عندما يتحرك السلك داخل المجال المغناطيسي سيسري فيه تيار ، وعندها
تكون القطعة عبارة عن سلك يسري فيه تيار كهربائي وموضوع داخل مجال مغناطيسي ، ويجب
أن تؤثر فيه قوة مغناطيسية . ما اتجاه القوة التي ستؤثر في السلك نتيجة سريان
التيار الحثي ؟
الحل :
a.
تبين
قاعدة اليد اليمنى أن التيار الحثي المتولد يسري إلى اليسار .
b. تؤثر القوة في السلك إلى الأعلى .
53. أسقط مدرس فيزياء مغناطيسا في
أنبوب نحاسي ، كما في الشكل 2-23 ، فتحرك المغناطيس ببطء
شديد ، فاعتقد الطلبة في الصف أنه يجب أن تكون هناك قوة معاكسة لقوة الجاذبية .
a.
ما اتجاه التيار الحثي المتولد في الأنبوب بسبب سقوط المغناطيس إذا كان
القطب الجنوبي للمغناطيس هو القطب المتجه إلى أسفل ؟
b.
ينتج التيار الحثي مجالا مناطيسيا . ما اتجاه هذا المجال ؟
c. كيف يعمل المجال المغناطيسي على تقليل تسارع المغناطيس الساقط ؟
الحل :
a.
تكون
القوة الدافعة الكهربائية الحثية متعامدة مع كل من المجال والسرعة ، ويجب أن يكون
التيار محيطا بالأنبوب . وخطوط المجال تدخل في القطب الجنوبي S
وتخرج من القطب الشمالي N ، ووفق قاعدة اليد اليمنى يكون اتجاه التيار
في اتجاه حركة عقارب الساعة بالقرب من القطب S و
عكس عقارب الساعة بالقرب من القطب N .
b. يكون المجال داخل الانبوب إلى اسفل بالقرب من
القطب الجنوبي S
، في حين يكون المجال بالقرب من القطب الشمالي N إلى
أعلى .
c.
يؤثر
المجال المغناطيسي التولد بقوة في المغناطيس في اتجاه الأعلى في القطبين .
54. المولدات لماذا يكون دوران المولد
أكثر صعوبة عندما يكون متصلا بدائرة كهربائية يزودها بالتيار ، مقارنة بدورانه
عندما لا يكون متصلا بدائرة ما ؟
الحل :
عندما يدور الملف في المولد تنشأ قوة دافعة حثية
معاكسة لاتجاه الدوران نتيجة للتيار الحثي ( قانون لنز ) . في حين عندما يكون
ساكنا لا يتولد فيه تيار حثي ، أي لا توجد قوة دافعة حثية معاكسة .
55. وضح لماذا يكون التيار الابتدائي
عند تشغيل المحرك كبيرا . وضح كيف يمكن
تطبيق قانون لنز عند اللحظة t > 0 ؟
الحل :
لا يدور الملف عند لحظة بداية التشغيل ، لذلك لا
يتقاطع الملف مع خطوط المجال ولا يتوفر فرق جهد . لهذا تكون القوة الدافعة
الكهربائية الحثية العكسية صفرا فلا يتكون تيار أو مجال حول الموصل الساكن . وفي
اللحظة التس يبدأ فيها الملف بالدوران سيتقاطع مع خطوط المجال ، ويتولد فيه جهد
حثي ويكون لهذا الجهد قطبية بحيث يولد مجالا مغناطيسيا معاكسا للمجال المولد له ،
وهذا من شانه تقليل التيار في المحرك . لذلك تزداد ممانعة المحرك للحركة .
56. بالرجوع إلى الشكل 2-10 وبالربط مع قانون لنز ، وضح لماذا يتكون قلب المحول الكهربائي من
شرائح معزولة ؟
الحل :
يستخدم قلب على شكل شرائح رقيقة لتقليل تدفق
التيارات الدوامية ، ولأن التيارات الدورانية تنتج في القلب بواسطة تغير التدفق
المغناطيسي خلاله . حيث يؤدي وجود فولتية حثية متولدة في القلب على تكون التيارات
الدوامية .
57. يصنع محول كهربائي عملي بحيث يحتوي
قلبه على شرائح ليست فائقة التوصيل . ولأنه لا يمكن التخلص من التيارات الدوامية
نهائيا فإنه يكون هناك فقد قليل للقدرة في قلب المحول . وهذا يعني وجود فقد مستمر
للقدرة في قلب المحول . ما القانون الأساسي الذي يكون من المستحيل معه جعل الطاقة
المفقودة صفرا ؟
الحل :
قانون لنز .
58. اشرح كيفية حدوث الحث المتبادل في
المحول ؟
الحل :
عند مرور تيار متناوب في الملف الابتدائي لمحول
ينتج تدفق متغير للتيار خلال الملف ، وهذا التيار بدوره يولد تدفقا مغناطيسيا
متغيرا ، ويولد هذا التدفق المغناطيسي المتغير فولتية في الملف الثانوي المثبت على
الجانب الآخر من القلب ، وتعتمد الفولتية أو القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة
على معدل التغير في التدفق المغناطيسي ( تردد المصدر ) ، وعدد لفات الملف الثانوي
ومقدار التدفق المغناطيسي .
59. أسقط طالب قضيبا مغناطيسيا بحيث
كان قطبه الشمالي إلى اسفل في أنبوب نحاسي رأسي .
a.
ما اتجاه التيار الحثي المتولد
في الأنبوب النحاسي في أثناء مرور قطبه الجنوبي ؟
b.
ينتج التيار الحثي المتولد مجالا مغناطيسيا . ما اتجاه هذا المجال ؟
الحل :
a.
مع
عقارب الساعة حول الأنبوب ، عند النظر إلى الأنبوب من أعلى .
b. إلى أسفل الأنبوب باتجاه القطب الجنوبي للمغناطيس
أي بعكس اتجاه المجال المغناطيسي للمغناطيس .
إتقان حل المسائل
2-1 التيار الكهربائي
الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية
60. يتحرك سلك طوله 20.0 m بسرعة 4.0 m/s عموديا على مجال مغناطيسي . فإذا تولدت قوة
دافعة كهربائية حثية خلاله مقدارها 40 V فما مقدار المجال
المغناطيسي ؟
الحل :
61. الطائرات تطير طائرة بسرعة 9.50x102
Km/h وتمر فوق منطقة مقدار
المجال المغناطيسي الأرضي فيها 4.5x10-5 T ، والمجال المغناطيسي في
تلك المنطقة رأسي تقريبا . احسب مقدار فرق الجهد بين طرفي جناحيها إذا كانت
المسافة بينهما 75 m .
الحل :
62. يتحرك سلك مستقيم طوله 0.75 m إلى أعلى بسرعة 16 m/s في مجال مغناطيسي أفقي
مقداره 0.30 T ، كما هو موضح في الشكل 2-24 .
a.
ما مقدار القوة الدافعة
الكهربائية الحثية المتولدة في السلك ؟
b.
إذا كان السلك جزءا من دائرة كهربائية مقاومتها 11 Ω
فما مقدار التيار المار فيها ؟
الحل :
a.
b.
63. ما السرعة التي يجب أن يتحرك بها
سلك طوله 0.20 m داخل مجال مغناطيسي مقداره
2.5 T ، لكي تتولد فيه قوة دافعة
كهربائية EMF مقدارها 10 V ؟
الحل :
64. مولد كهربائي AC يولد قوة دافعة كهربائية عظمى مقدارها 565 V
.
ما مقدار القوة الدافعة الكهربائية
الفعالة التي يزود بها المولد دائرة خارجية ؟
الحل :
65. مولد كهربائي AC يولد فولتية عظمى مقدارها 150 V
، ويزود دائرة خارجية بتيار قيمته العظمى 30.0 A ، احسب :
a.
الجهد الفعال للمولد .
b.
التيار الفعال الذي يزود به المولد الدائرة الخارجية .
c.
القدرة الفعالة المستهلكة في الدائرة .
الحل :
a.
b.
c.
66. الفرن الكهربائي يتصل فرن كهربائي
بمصدر تيار متناوب AC جهده الفعال 240 V .
a.
احسب القيمة العظمى للجهد خلال أحد أجزاء الفرن عند تشغيله .
b.
إذا كانت مقاومة عنصر التشغيل 11 Ω فما مقدار التيار الفعال ؟
الحل :
a.
b.
67. إذا أردت توليد قوة دافعة كهربائية
مقدارها 4.5 V عن طريق تحريك سلك بسرعة 4.0 m/s خلال مجال مغناطيسي مقداره 0.050 T فما طول السلك اللازم ؟ وما مقدار الزاوية بين المجال و اتجاه
الحركة لكي نستخدم أقصر سلك؟
الحل :
68. يتحرك سلك طوله 40.0 cm عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 0.32 T بسرعة 1.3 m ، فإذا اتصل السلك بدائرة مقاومتها 10.0 Ω فما مقدار التيار المار
فيها ؟
الحل :
69. إذا وصلت طرفي سلك نحاسي مقاومته 0.10 Ω بطرفي جلفانومتر مقاومته 875 Ω
، ثم حركت 10.0 cm من السلك إلى أعلى بسرعة 1.0 m/s عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 2.0x10-2 T ، فما مقدار التيار الذي سيقيسه الجلفانومتر ؟
الحل :
70. تحرك سلك طوله 2.5 m أفقيا بسرعة 2.4 m/s داخل مجال مغناطيسي مقداره
0.045 T في اتجاه يصنع زاوية
مقدارها 60 فوق الأفقي . احسب :
a.
المركبة الرأسية للمجال المغناطيسي .
b.
القوة الدفعة الكهربائية الحثية EMF
المتولدة في السلك .
الحل :
a.
المركبة الرأسية للمجال تساوي :
b.
71. السدود ينتج مولد كهربائي على سد
قدرة كهربائية مقدارها 375 MW ، إذا كانت كفاءة المولد
والتوربين 85% فأجب عما يلي :
a.
احسب معدل الطاقة التي يجب أن يزود بها التوربين من المياه الساقطة .
b.
طاقة الماء الساقط تكون نتيجة للتغير في طاقة الوضع P.E= mgh . ما مقدار التغير في طاقة الوضع اللازمة في كل ثانية ؟
c.
إذا كان الماء يسقط من ارتفاع 22 m
فما مقدار كتلة الماء التي يجب أن تمر خلال التوربين في كل ثانية لتعطي هذه القدرة
؟
الحل :
a.
b.
c.
72. يتحرك موصل طوله 20 cm عموديا على مجال مغناطيسي مقداره 4.0 T
بسرعة 1 m/s . احسب فرق الجهد المتولد
.
الحل :
73. ارجع إلى المثال 1 و الشكل 2-25 لإيجاد ما يلي :
a.
الجهد الحثي المتولد في الموصل .
b.
مقدار التيار I .
c.
اتجاه دوران المجال المغناطيسي المتولد حول الموصل .
d.
قطبية النقطة A بالنسبة إلى النقطة B .
الحل :
a.
b.
c. يدور التدفق المغناطيسي في اتجاه
عقارب الساعة حول الموصل عند النظر إليه من اعلى .
d. النقطة A سالبة
بالنسبة للنقطة B .
2-2 تغيرات المجالات المغناطيسية
يولد قوة دافعة كهربائية حثية
74. يتكون الملف الابتدائي في محول
مثالي من 150 لفة ، ويتصل بمصد جهد
مقداره 120 V ، احسب عدد لفات الملف
الثانوي الضرورية للتزويد بالجهو التالية :
a.
625 V
b. 35 V
c. 6.0 V
الحل :
a.
b.
c.
75. محول مثالي رافع يتكون ملفه
الثانوي من 1200 لفة ، إذا زودت دائرة
الملف الابتدائي بفرق جهد متناوب مقداره 120 V
، فاجب عما يلي :
a.
ما مقدار فرق الجهد في الملف الثانوي ؟
b.
إذا كان تيار الملف الثانوي 2.0 A
فما مقدار تيار الملف الابتدائي ؟
c.
ما مقدار القدرة الداخلة والقدرة الناتجة عن المحول ؟
الحل :
a.
b.
c.
76. الحواسيب الشخصية محول مثالي في
حاسوب شخصي يحتاج إلى جهد فعال مقداره 9.0 V من خط 120 V .
a.
ما عدد لفات الملف الثانوي إذا كان عدد لفات الملف الابتدائي 475 لفة ؟
b.
إذا كانالتيار المار في الحاسوب يساوي 125 mA فما مقدار التيار المار في دائرة الملف الابتدائي للمحول ؟
الحل :
a.
b.
77. مجففات الشعر صنع مجفف شعر ليعمل
على تيار مقداره 10 A و فرق جهد 120 V في بلد ما . إذا أريد استخدام هذا الجهاز في بلد آخر مصدر الجهد
فيه 240 V فاحسب :
a.
النسبة التي يجب أن تكون بين عدد لفات ملفه الابتدائي وعدد لفات ملفه
الثانوي .
b.
مقدار التيار الذي يعمل عليه في البلد الجديد .
الحل :
a.
b.
78. محول مثالي قدرته 150 W يعمل عليه على جهد 9.0 V لينتج تيارا 5.0 A .
a.
هل المحول رافع أم خافض للجهد ؟
b.
ما النسبة بين جهد الملف الثانوي وجهد الملف الابتدائي ؟
الحل :
a.
b.
79. وصل أحمد محولا مثاليا بمصدر جهد
مقداره 24 V وقاس 8.0 V في الملف الثانوي ، إذا عكست دائرتا الملف الابتدائي والثانوي فما
مقدار الجهد الناتج في هذه الحالة ؟
الحل :
مراجعة عامة
80. عدد لفات الملف الابتدائي في محول
مثالي رافع 500 لفة وعدد لفات الملف
الثانوي 15000 لفة . إذا وصلت دائرة
الملف الابتدائي بمولد تيار متناوب قوته الدافعة الكهربائية 120 V
، فاجب عما يلي :
a.
احسب القوة الدافعة الكهربائية في دائرة الملف الثانوي .
b.
إذا كان تيار دائرة الملف الثانوي يساوي 3.0 A
، فاحسب تيار دائرة الملف الابتدائي .
c.
ما مقدار القدرة المسحوبة بواسطة دائرة الملف الابتدائي ؟ و ما مقدار
القدرة التي تزودها دائرة الملف الثانوي ؟
الحل :
a.
b. 
c.
81. ما مقدار السرعة التي يجب أن يقطع
فيها موصل طوله 0.20 m مجالا مغناطيسيا مقداره 2.5 T
عموديا عليه لتكون القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة فيه 10 V ؟
الحل : 
82. ما مقدار السرعة التي يجب ان يتحرك
بها موصل طوله 50 cm عموديا على مجال مغناطيسي
مقداره 0.20 T لكي تتولد فيه قوة دافعة
كهربائية حثية مقدارها 1.0 V ؟
الحل :
83. دائرة إنارة منزلية تعمل على جهد
فعال مقداره 120 V ، ما أكبر قيمة متوقعة
للجهد في هذه الدائرة ؟
الحل :
84. محمصة الخبز تعمل محمصة خبز بتيار
متناوب مقداره 2.5 A ، ما أكبر قيمة للتيار في
هذا الجهاز ؟
الحل :
85. يحدث تلف للعزل في مكثف
إذا تجاوز الجهد اللحظي المقدار 575 V ، ما مقدار أكبر جهد
متناوب فعال يمكن استخدامه في المكثف ؟
الحل :
86. المنصهر الكهربائي يعمل قاطع
الدائرة المغناطيسي على فتح دائرته إذا بلغ التيار اللحظي فيها 21.25 A ، ما مقدار اكبر تيار فعال يمكن أن يمر بالدائرة ؟
الحل :
87. إذا كان فرق الجهد الكهربائي
الداخل إلى محطة كهربائية فرعية يساوي 240000 V فما النسبة بين عدد لفات
المحول المستخدم إذا كان الجهد الخارج من المحطة يساوي 440 V
؟
الحل : 
88 . يزود مولد تيار متناوب سخانا
كهربائيا بقدرة مقدارها 45 kW ، فإذا كان جهد النظام
يساوي فعال660 V فما القيمة العظمى للتيار المزود للنظام ؟
الحل :
89. يتكون الملف الابتدائي في محول
مثالي خافض من 100 لفة ، ويتكون الملف
الثانوي من 10 لفات . فإذا وصل بالمحول
مقاومة حمل قدرتها 2.0 kW فما مقدار التيار الفعال
الابتدائي ؟ افترض أن مقدار الجهد في الملف الثانوي يساوي 60.0 V .
الحل :
90 . قدرة محول 100 kVA ،زكفاءته 98%
a.
إذا استهلك الحمل الموصول به 98 % فما مقدار القدرة الداخلة إلى المحول ؟
b.
ما مقدار أكبر تيار في الملف الابتدائي الضروري لجعل المحول يستهلك
قدرته الفعالة . افترض أن Vp=600 V .
الحل :
a.
b. 
91. يقطع سلك طوله 0.40 m عموديا خطوط مجال مغناطيسي شدته 2.0 T
، وبسرعة 8.0 m/s
a.
ما مقدار القوة الدافعة
الكهربائية الحثية المتولدة في السلك ؟
b.
إذا كان السلك جزءا من دائرة مقاومتها 6.4 Ω
فما مقدار التيار المار فيه ؟
الحل :
a.
b. 
92. يتحرك ملف سلكي طوله 7.50 m عموديا على المجال المغناطيسي الأرضي بسرعة 5.50 m/s ، إذا كانت المقاومة الكلية للسلك 5.0x10-2 Ω ، فما مقدار التيار المار فيه ؟ افترض أن المجال المغناطيسي للأرض
يساوي 5x10-5 T .
الحل :
93. القيمة العظمى للجهد المتناوب ،
الذي يطبق على مقاومة مقدارها 144 Ω هي 1.00 x102 V ، ما مقدار القدرة التي يمكن ان تعطيها المقاومة الكهربائية ؟
الحل :
94. التلفاز يستخدم محول رافع في أنبوب
الأشعة المهبطية CRT في التلفاز لتحويل الجهد
من 120 V إلى 4800 V ، إذا كان عدد لفات الملف الثانوي للمحول 20000
لفة ، وكان الملف يعطي تيار مقداره 1.0 mA ، فأجب عما يلي :
a.
ما عدد لفات الملف الابتدائي ؟
b.
ما مقدار التيار الداخل على الملف الابتدائي ؟
الحل :
a.
b.
التفكير الناقد
95. تطبيق المفاهيم افترض أن هناك
معرضا لقانون لنز يقول إن القوة تعمل على زيادة التغير في المجال المغناطيسي .
لذلك عندما تحتاج إلى طاقة أكبر فإنه تلزمنا قوة أقل لتدوير المولد . فما قانون
الحفظ الذي ينتهكه هذا القانون الجديد ؟ وضح إجابتك .
الحل :
هذا سينتهك قانون حفظ الطاقة ، وستنتج طاقة أكبر
من الطاقة الداخلة ، وينتج المولد في هذه الحالة طاقة من العدم ، ولن يقتصر عمله
على تحويل الطاقة من شكل إلى آخر وهذا غير صحيح .
96. حلل لا تصل كفاءة المحولات العملية
إلى 100 % . اكتب تعبيرا يمثل كفاءة
المحول بدلالة القدرة . إذا استخدم محول خافض كثافته 92.5 % ، وعمل على خفض الجهد في المنزل من 125 V
إلى 28.0 V ، وكان التيار المار في
دائرة الملف الثانوي يساوي 25.0 A فما مقدار التيار المار في
دائرة الملف الابتدائي ؟
الحل :
97. حلل واستنتج محول كهربائي كفاءته 95% يزود ثمانية منازل . وكل
منزل يشغل فرنا كهربائيا يسحب تيارا مقداره 35 A
بفرق جهد مقداره 240 V ، ما مقدار القدرة التي
تزود بها الأفران الثمانية ؟ و ما مقدار القدرة المستنفدة في المحول في صورة حرارة
؟
الحل :
 |
الكتابة في الفيزياء
98. صممت الأجهزة الشائعة مثل المثقب
الكهربائي بصورة مثالية بحيث يحتوي على محرك توال . ارجع إلى مكتبتك وبعض المصادر
الأخرى لتوضيح كيف يمكن لهذا النوع من المحركات استخدام تيار متناوب أو تيار مستمر
.
الحل :
يستخدم محرك الـ DC كلا
من الملف ذو القلب الحديدي والملف الموصول على التوالي معا ، وعند تشغيله بواسطة
تيار متناوب تتغير القطبية في المجالين لحظيا ، ولذلك تبقى قطبية المجال
المغناطيسي دون تغير ، وبذلك يصبح اتجاه الدوران ثابتا .
مراجعة تراكمية
99. ما مقدار الشحنة على مكثف سعته 22 µF عندما يكون فرق الجهد بين لوحيه 48 V
؟
الحل :
100 . ما مقدار فرق الجهد بين طرفي
مقاومة كتب عليها 22 Ω و 5.0 W عندما تصبح القدرة نصف
قيمتها العظمى ؟
الحل :
101. احسب المقاومة المكافئة للمقاومات الموضحة في الشكل 2-26 .
الحل :
102. يتحرك إلكترون بسرعة 2.1x106
m/s عموديا على مجال مغناطيسي
مقداره 0.81 T ، ما مقدار القوة المؤثرة
في الإلكترون ؟ وما مقدار تسارعه ؟ علما بأن كتلته 9.11x10-31 kg .
الحل :
تم بحمد الله
نستقبل أسئلتكم
واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
" نرد على جميع
التعليقات "
بالتوفيق للجميع ...^_^
شارك هذه المقالة
0 التعليقات: