دائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف س/ ما المقصود بالمحث الصرف ؟
ج/ هو ملف مهمل المقاومة ( لا يستهلك قدرة حقيقة في الدائرة ) .
س/ علل ... لا يمكن الحصول على محث صرف ؟
ج/ لان المقاومة الاومية للموصلات لا تنعدم الا في درجات الحرارة المنخفضة جدا والتي تصل الى الصفر المطلق وهي حالة مثالية .
س/ ما هي مميزات دائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف ؟
ج/ 1- متجه الطور للفولطية يتقدم على متجه الطور للتيار بزاوية فرق طور مقدارها ( ْ 90 ) ، أي ان.
2- تعطى كل من الفولطية عبر طرفي المحث ( الفولطية الانية ( VL )) والتيار المنساب خلال المحث ( التيار الاني ( IL )) بالمعادلات الاتية :
3- عامل القدرة في هذه الدائرة يساوي صفر لان :
Pf = cos Φ = cos 90 = 0
- لا يستهلك المحث الصرف قدرة حقيقة وانما يختزن الطاقة في مجاله المغناطيسي بشكل طاقة مغناطيسية ثم يعيدها اثناء التفريغ الى المصدر بهيئة طاقة كهربائية .
- منحني القدرة بشكل منحني جيبي تردده ضعف تردد الفولطية او التيار ومعدلها لدورة كاملة او لعدد صحيح من الدورات الكاملة يساوي صفر لان الأجزاء الموجبة للقدرة مساوية الى الأجزاء السالبة لها .
- يبدي المحث معاكسة ضد التغير في التيار تسمى رادة الحث ( XL ) تقاس بالأوم وتخضع لقانون اوم ولكنها ليست مقاومة اومية ولا تخضع لقانون جول .
س/ ما المقصود برادة الحث ؟
ج/ هي المعاكسة التي يبديها المحث ضد التغير في التيار بسبب خاصية الحث الذاتي تقاس بوحدة الاوم وتخضع لقانون اوم الا انها ليست مقاومة اومية ولا تخضع لقانون جول .
س/ ما هي العوامل التي يعتمد عليها مقدار رادة الحث ( XL ) ؟
ج/ 1- معامل الحث الذاتي للمحث ( L ) وتتناسب معه طرديا بثبوت تردد التيار ( f ) أي ان : ( XL α L ) .
2- التردد الزاوي ( ω ) وتتناسب معه طرديا بثبوت معامل الحث الذاتي ( L ) أي ان : ( XL α ω ) . حيث ان
ملاحظة : يحسب معامل الحث الذاتي من العلاقة أعلاه .
س/ ما هي الصيغة الرياضية لحساب رادة الحث ؟
ج/ 1- حسب قانون اوم ( XL = ) .2- حسب العوامل التي تعتمد عليها (XL = 2πfL ) .
س/ اثبت ان رادة الحث تقاس بوحدة الاوم ؟
ج/
س/ ما الفرق بين المحث الصرف والملف ؟
ج/ المحث الصرف : هو ملف خالي من المقاومة وفيه رادة حثية فقط ( XL ) .
الملف : يحتوي على مقاومة اومية ناتجة عن مقاومة الاسلاك ( R ) و رادة حث ( XL ) مربوطين على التوالي
س/ ما هو عمل الملف في دوائر التيار المستمر ودوائر التيار المتناوب ؟
ج/ يعمل الملف عمل مقاومة صرف في دوائر التيار المستمر لان تردد الفولطية او تردد التيار يساوي صفر للتيار المستمر ، وعليه فان رادة الحث تساوي صفر . اما في دوائر التيار المتناوب يعمل الملف عمل ممانعة ( مقاومة + رادة حث ) .
س/ اشرح نشاطا توضح فيه تأثير تغير تردد التيار ( f ) في مقدار رادة الحث ( XL ) ؟
ج/ أدوات النشاط :
مذبذب كهربائي ( مصدر فولطيته متناوبة يمكن تغيير ترددها ) ، اميتر ، فولطميتر ، محث ، مفتاح كهربائي ، اسلاك توصيل .
الخطوات :
- نربط دائرة كهربائية عملية(تتألف من الملف والاميتر والمذبذب الكهربائي على التوالي ، نربط الفولطميتر على التوازي بين طرفي الملف ) . كما في الشكل .
2. نغلق الدائرة ونبدا بزيادة تردد المذبذب الكهربائي تدريجيا مع المحافظة على بقاء مقدار الفولطية ثابتا ( بمراقبة قراءة الفولطميتر ) . كيف ستتغير قراءة الاميتر في الدائرة ؟ نلاحظ حصول نقصان قراءة الاميتر
نستنتج من النشاط :
- رادة الحث ( XL ) تتناسب طرديا مع تردد التيار ( f ) ، بثبوت معامل الحث الذاتي ( L ) . من النشاط أعلاه يمكن رسم مخطط بياني يمثل العلاقة بين رادة الحث ( XL ) وتردد التيار ( f ) .
س/ اشرح نشاطا توضح فيه تأثير تغير معامل الحث الذاتي ( L ) في مقدار رادة الحث ( XL ) ؟
ج/ أدوات النشاط :
مصدر فولطية تردده ثابت ، قلب من الحديد المطاوع ، اميتر ، فولطميتر ، ملف مجوف مهمل المقاومة ( محث ) ، مفتاح كهربائي .
خطوات النشاط :
- نربط دائرة كهربائية عملية ( تتألف من الملف والاميتر ومصدر الفولطية على التوالي ، ونربط الفولطميتر على التوازي بين طرفي الملف ) ، كما في الشكل .
- نغلق الدائرة ونلاحظ قراءة الاميتر .
- ندخل قلب الحديد تدريجيا في جوف الملف مع المحافظة على بقاء مقدار الفولطية بين طرفي الملف ثابتة ( بمراقبة قراءة الفولطميتر )
كيف ستتغير قراءة الاميتر في الدائرة ؟
نلاحظ حصول نقصان في قراءة الاميتر وذلك بسبب ازدياد مقدار رادة الحث ( لان ادخال قلب الحديد في جوف الملف يزيد من معامل الحث الذاتي للملف ) .
نستنتج من النشاط :
رادة الحث ( xL ) تتناسب طرديا مع معامل الحث الذاتي ( L ) للملف بثبوت تردد التيار ( f ) ..
من النشاط أعلاه يمكن رسم مخطط بياني يمثل العلاقة بين رادة الحث ( XL ) ومعامل الحث الذاتي ( XL )
س/ كيف تفسر ازدياد مقدار رادة الحث بازدياد تردد التيار على وفق قانون لنز ؟
ج/ ان ازدياد تردد التيار المنساب في الدائرة ، أي ازدياد المعدل الزمني للتغير في التيار
) فتزداد بذللك القوة الدافعة الكهربائية المحتثة (εind ) في المحث والتي تعمل على عرقلة المسبب لها (
) على وفق قانون لنز ، أي تعرقل المعدل الزمني للتغير في التيار فتزداد نتيجة لذلك رادة الحث التي تمثل تلك المعاكسة التي تبديها المحث للتغير في التيار .
ملاحظات :
- عند الترددات الواطئة تقل رادة الحث ( XL = 2πfL ) فهي تتناسب طرديا مع تردد التيار
( XL α f ) . وقد تصل الى الصفر عند الترددات الواطئة جدا فيمكن القول عندئذ ان الملف يعمل عمل مقاومة صرف ( لان الملف غير مهمل المقاومة ) .- عند الترددات العالية جدا تزداد رادة الحث ( XL ) الى مقدار كبير جدا قد تؤدي الى قطع تيار الدائرة فيعمل الملف عندئذ عمل مفتاح مفتوح .
القدرة في دائرة تيار متناوب تحتوي محث صرف
س/ ما هي مميزات منحني القدرة في دائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف ؟
ج/ 1- منحني بشكل دالة جيبية تردده ضعف تردد الفولطية او التيار ، يحتوي أجزاء موجبة وأجزاء سالبة متساوية .
2- القدرة المتوسطة لدورة كاملة او لعدد صحيح من الدورات الكاملة يساوي صفرا .
س/ القدرة المتوسطة لدورة كاملة او لعدد صحيح من الدورات الكاملة يساوي صفر في دائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف ؟ ما تفسير ذلك ؟
ج/ عند تغير التيار المنساب خلال المحث من الصفر الى مقداره الأعظم في احد ارباع الدورة تنتقل الطاقة من المصدر وتختزن في المحث بهيئة مجال مغناطيسي ( يمثله الجزء الموجب من المنحني ) ، ثم تعاد جميع هذه الطاقة الى المصدر عند تغير التيار من مقداره الأعظم الى الصفر في الربع الذي يليه ( يمثله الجزء السالب من المنحني ) .
س/ ماذا يعني ان القدرة المتوسطة لدورة كاملة او لعدد صحيح من الدورات الكاملة يساوي صفر في دائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف ؟
ج/ يعني ان المحث عندما يكون صرف لا يستهلك قدرة وان رادة الحث لا تعد مقاومة اومية و لا تخضع لقانون جول ، لأنها لا تستهلك قدرة ( القدرة المتوسطة تساوي صفر ) .
س/ ما الذي تمثله الأجزاء الموجبة والاجزاء السالبة في منحني القدرة لدائرة تيار متناوب الحمل فيها محث صرف ؟
ج/ الأجزاء الموجبة من المنحني تمثل مقدار الطاقة المختزنة في المجال المغناطيسي للمحث عندما تنتقل الطاقة من المصدر الى المحث ، اما الأجزاء السالبة تمثل مقدار الطاقة المعادة للمصدر عندما تنتقل الطاقة من المحث الى المصدر .
وهذا المثال من المنهج كواجب عزيزي الطالب
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة sawsanmahmoud
