حل درس الكهرومغناطيسية علوم ثالث متوسط الفصل الدراسي الثالث

    2023-03-19
  • |
  • |
  • مشاهدات: 72

حل درس الكهرومغناطيسية علوم ثالث متوسط الفصل الدراسي الثالث

 التيار الكهربائي 

يولد مجالاً مغناطيسياً ينتج المجال المغناطيسي عن حركة الشحنات الكهربائية. كما تولد حركة الإلكترونات حول النوى في الذرات مجالا مغناطيسياً ، وتجعل حركة الإلكترونات هذه بعض العناصر كالحديد مادة ممغنطة. وعندما تضيئ مصباحا كهربائيا، أو تشتغل قارئ الأقراص المدمجة (CD) ستسمح بمرور تيار كهربائي في الأسلاك، أي ستتحرك الشحنات الكهربائية في السلك. ونتيجة لذلك، ينشأ مجال مغناطيسي حول السلك. المجال المغناطيسي الناشئ حول سلك يسري فيه تيار كهربائي 

المغناطيس الكهربائي

 انظر إلى خطوط المجال المغناطيسي الناشئة، حول الملف الذي يسري فيه تيار كهربائي، كما في الشكل وب، ستلاحظ أن المجالات المغناطيسية للفاته تتحد معا، لتشكل مجالا قويا داخل الملف. وعند لف السلك حول قضيب حديدي فإن المجال مغنط الحديد، ليصبح مغناطيسا، ويزيد من قوة مجال الملف، ويسمي السلك الذي يلف حول قلب حديدي، ويسري فيه تیار كهربائي المغناطيس الكهربائي Electromagnet

الغلاف المغناطيسي للكرة الأرضية 

تبعث الشمس جسيمات مشحونة عبر الفضاء، تخترق المجموعة الشمسية بما يشبه التيار الكهربائي الضخم، وعندما يقترب هذا التيار من الأرض يؤثر فيه المجال المغناطيسي الأرضي بقوة ويحرفه عن اتجاهه، وبهذا يتم حماية الأرض من سقوط تلك الجسيمات المشحونة عليها، كما هو موضح في الشكل 14. وهذا دليل على بديع صنع الخالق - عز وجل- في كونه؛ حيث حمى الإنسان والمخلوقات الحية الأخرى على الأرض من تأثير تلك الجسيمات المشحونة. وفي الوقت نفسه تؤثر هذه التيارات الشمسية في شكل الغلاف المغناطيسي للأرض فتدفعه نحو الاتجاه البعيد عن الشمس

الشفق القطبي 

تبعث الشمس أحيانا كمية كبيرة من الجسيمات المشحونة مرة واحدة، ويشتت مجال الأرض المغناطيسي الكثير منها، إلا أن بعضها يولد جسيمات مشحونة في السلح الخارجي للغلاف الجوي للأرض، فتتحرك حركة لولبية على امتداد خطوط المجال المغناطيسي للأرض، وتنحرف نحو قطبي الأرض. فتتصادم عند القطبين مع ذرات الغلاف الجوي، وتسبب انبعاث الضوء من الذرات فتتوهج وتصدر أضواء، وهذا ما يعرف بالشفق القطبي Aurora، كما يبين الشكل ۱۵، وتسمى هذه الظاهرة أحيانا في المناطق الشمالية من الكرة الأرضية أضواء الشمال.

استعمال المغائط فى توليد الكهرباء 

يعمل المجال المغناطيسي في المحرك الكهربائي على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية. وعلى العكس من ذلك، هناك جهاز يسمى المولد الكهربائي Generotor، يستخدم المجال المغناطيسي ليحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية . أي أن المحرك والمولد كليهما يتضمنان تحويلات بين الطاقة الكهربائية والطاقة الحركية، ففي المحرك تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية . أما في المولد فتتحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية. يبين الشكل 16 كيف يتولد تيار كهربائي في سلك عند تحریکه داخل مجال مغناطيسي؛ حيث إن حركة السلك إلى أسفل هي حركة للإلكترونات داخله إلى أسفل، كما في الشكل 16 - أ، وفي أثناء ذلك يؤثر المجال المغناطيسي في هذه الإلكترونات بقوة، فيدفعها على امتداد السلك، كما في ، مولدا بذلك تيار كهربائيا.

المولد الكهربائي 

لإنتاج التيار الكهربائي، يشكل السلك في صورة ملف، كما في الشكل ۱۷. ولكي يذور الملف، يوصل بمصدر قدرة خارجي يزودها بطاقة حركية. يغير التيار الكهربائي المتولد في السلك اتجاهه كل نصف دورة، مما يسبب تردد التيار من الموجب إلى السالب، وعندها يسمى التيار المتردد  Alternatin AC Current. وفي المملكة العربية السعودية يتغير اتجاه تردد التيار الكهربائي الذي تزود به المنازل بمعدل 60 مرة خلال الثانية.

- أما المولدات الضخمة في محطات توليد القدرة الكهربائية فتج ما يكفي من الكهرباء لآلاف المنازل، وتستخدم مصادر متنوعة للطاقة - منها الفحم أو الغاز أو النفط أو طاقة المياه الساقطة من الشلالات لتزود المولدات بالطاقة الحركية، فتدور الملفات خلال مجالات مغناطيسية. وبين الشكل ۱۸ محطة توليد القدرة الكهربائية باستخدام الفحم الحجري، وهي الأكثر شيوعاً ؛ فالكثير من الطاقة الكهربائية المولدة في بعض الدول تنتج عن حرق الفحم. 

الجهد الكهربائي 

يتم نقل الطاقة الكهربائية المولدة في محطات القدرة الكهربائية إلى المنازل باستخدام الأسلاك. ولعلك تذكر أن الجهد الكهربائي هو مقياس لمقدار الطاقة الكهربائية التي تحملها الشحنات المتحركة خلال تیار كهربائي، وتنقل الطاقة الكهربائية من محطات توليدها عبر الأسلاك وبفرق جهد كبير قد يصل إلى 700 ألف فولت تقريبا. ولا تعد عملية نقل الطاقة الكهربائية بفرق جهد منخفض ذات كفاءة کبیرة؛ لأن معظم الطاقة الكهربائية تتحول إلى حرارة في الأسلاك. وفي المقابل تعد عملية نقل الطاقة الكهربائية بفرق جهد کیپر غير آمنة للاستعمال في المنازل؛ إذ نحتاج إلى استعمال جهاز يعمل على خفض الجهد الكهربائي.

إنتاج صور بالرنين المغناطيسي 

تشكل ذرات الهيدروجين 63 ٪ من الذرات الموجودة في جسم الإنسان. ونواة ذرة الهيدروجين هي البروتون الذي يسلك سلوك مغناطيس صغير. عند التقاط الصورة يعمل المجال المغناطيسي القوي داخل أنبوب الجهاز على ترتيب هذه البروتونات في جسم الإنسان مع اتجاه المجال. وبعد ذلك تسلط موجات راديوية على المكان المراد تصويره من الجسم، فتمتص البروتونات في جسم الإنسان جزءا من طاقة هذه الأمواج، فيتغير ترتیب محاذاتها للمجال. وبعد غلق مصدر الموجات الراديوية تعود البروتونات المزودة بالطاقة إلى الاصطفاف مع المجال المغناطيسي، باعثة طاقتها التي امتصتها. وتعتمد كمية الطاقة المنبعثة على نوع النسيج داخل الجسم. وفي أثناء ذلك يتم التقاط هذه الطاقة وإرسالها إلى الحاسوب، ليعمل بدوره على تحويلها إلى صور التي تظهر في الشكل ۲4.

ربط الكهرباء بالمغناطيسية 

هناك علاقة بين الشحنات الكهربائية والمغانط. تتمثل هذه العلاقة في أن حركة الشحنة الكهربائية ينتج عنها مجال مغناطيسي، ويؤثر المجال المغناطيسي بقوة في الشحنات الكهربائية المتحركة. وهذه العلاقة هي التي تجعل المحرك الكهربائي والمولد الكهربائي يعملان.

هل أعجبك المحتوى؟

التعليقات
لا يوجد تعليقات
لاضافة سؤال او تعليق على المشاركة يتوجب عليك تسجيل الدخول
تسجيل الدخول