- ماما هنامشرفة عامة القسم الدينى و الأسرة
- عدد المساهمات : 9179
نقاط : 49036
تاريخ التسجيل : 21/04/2011
الفيزياء – المحول الكهربى و الموتور للصف الثالث الثانوي 2016
الإثنين 07 مارس 2016, 21:25
الفيزياء – المحول الكهربى و الموتور للصف الثالث الثانوي 2016
المحول الكهربي
رمزه في الدوائر الكهربية
وظيفته
1- إعطاء e.m.f مستحثة كبيرة من e.m.f مستحثة صغيرة
2- إعطاء e.m.f مستحثة صغيرة من e.m.f مستحثة كبيرة ( محول خافض للجهد )
اى إعطاء الجهد المناسب للجهاز R من المنبع
3- نقل الطاقة و القدرة الكهربية من اماكن الانتاج ( التوليد) الى اماكن التوزيع و الاستهلاك
تركبيه ووصفه إجمالا من 3 أجزاء رئيسية
أ) الملف الابتدائى (P)
ب)القلب المعدنى
ج) الملف الثانوى(S)
التفاصيل المطلوبة
أ) الملف الابتدائى وهو يتصل طرفاه بالمصدر الكهربي المتردد ( الدينامو) ولفاته المعزولة تكون حول احد أجزاء القلب الحديدى و عدد لفاته Np وتكون كبيرة أو صغيره حسب نوع المحول .
ب)القلب المعدنى وهو من الحديد المطاوع السيليكونى ويقسم إلى شرائح رقيقة معزولة حتى تتغلب علي التيارات الدوامية ولا يتلف الملفين ويحترق الجهاز ( المحول ) .
ج) الملف الثانوى و هو ملف يتصل طرفاه بالجهاز المراد تشغيله
( TV – مصباح – جرس – راديو …..) وعدد لفاته Ns .
الأساس العلمى – المبدأ العلمى – فكره العمل هو الحث المتبادل بين ملفين
علل لا يمكن للمحول الكهربى أن يتعامل مع التيار المستمر ولا بد من تيار كهربى متردديتصل بملفه الابتدائى .
أ) لان التيار المستمر يولد فيضا مغناطيسيا ثابتا لا يتغير إلا لحظتى فتح و غلق الدائرة بالملف الابتدائي وبالتالي لا ينشأ الحث المتبادل بين الملفين إلا لحظتي غلق وفتح دائرة الملف الابتدائي .
أما في حالة استخدام تيار متردد من ( دينامو ) فإننا نضمن وجود فيضاً مغناطيسياً دائم التغير وبالتالي حث متبادل دائم بين الملفين .
شرح عمل المحول الكهربي :
1- عند غلق المفتاح K بالملف الثانوي :
هنا ينتقل الفيض المغناطيسي المتغير من الملف الابتدائي عبر القلب المعدني إلى الملف الثانوي ويقطع لفاته فتتولد به e.m.f مستحثه كبيرة أو صغيرة .
( حسب NS حيث أن e.m.f α NS ) وتكون مناسبة للجهاز وهنا يعمل الجهاز R .
2- لحظة فتح المفتاح K بالملف الثانوي :
هنا يعود الفيض المغناطيسي المتغير بأكمله إلى الملف الإبتدائي فيقطع لفاته وتتولد فيه e.m.f ، I ذاتية عكسية ( عكس تيار الدينامو ) وتساوي تقريباً تيار الدينامو فتلاشي هذا التيار وعلى هذا تنعدم الطاقة الكهربية المستهلكة في هذه الحالة .
س : علل .. لا يحدث استهلاك يذكر في الطاقة الكهربية عند فتح دائرة الملف الثانوي رغم أن دائرة الملف الابتدائي مغلقة .
لأن الفيض المغناطيسي المتغير يعود بأكمله إلى الملف الإبتدائي فيقطع لفاته وتتولد فيه e.m.f ، I ذاتية عكسية ( عكس تيار الدينامو ) وتساوي تقريباً تيار الدينامو فتلاشي هذا التيار وعلى هذا تنعدم الطاقة الكهربية المستهلكة في هذه الحالة
أنواع المحولات :
محول رافع للجهد | محول خافض للجهد |
ملحوظة هامة: لو كانت كفاءة المحول 100% فإن طاقة الخرج = طاقة الدخل
أذا كانت كفاءة المحول أقل من 100% فإن :
أسئلة تحتاج لإجابة :
1- ما هي الأسباب التي تجعل كفاءة المحول الكهربي لا تصل إلى 100% ( أسباب فقد الطاقة في المحول ) مع توضيح طرق العلاج ؟
2- كيف نستخدم المحول الكهربي في نقل الطاقة والقدرة الكهربية من أماكن الإنتاج ( التوليد ) إلى أماكن التوزيع و الاستهلاك ؟
3- كيف نحول الدينامو إلى موتور ( محرك التيار الكهربي المستمر ) ؟
س: ما هي أسباب فقد الطاقة الكهربية في المحول الكهربي وكيفية الحد منها ؟
ج:
1- جزء يتحول إلى طاقة حرارية في الأسلاك نتيجة مقاومتها .
العلاج : نستخدم أسلاك النحاس ( له مقاومة نوعية صغيرة ) وتكون غليظة في صناعة ملفات المحول .
2- جزء آخر يتحول إلى طاقة حرارية بسبب التيارات الدوامية .
العلاج : نقطع القلب المعدني الحديدي إلى شرائح معزولة وبالتالي نقلل من التيارات الدوامية نظرا لزيادة مقاومة الحديد المطاوع السيليكوني ووجود الفواصل العازلة .
3- تسرب بعض خطوط الفيض خارج القلب الحديدي فلا تقطع الملف الثانوي .
العلاج : حل هندسي نجعل الملف الإبتدائي داخل الثانوي أو قريب منه .
4- جزء يستهلك على هيئة طاقة ميكانيكية تحرك جزيئات القلب الحديدي .
العلاج : نستخدم الحديد المطاوع السيليكوني وذلك لسهولة تحريك جزيئاته .
س: كيف يتم تبريد المحولات ؟
ج: – لوكانت المحولات صغيرة ( تعرض للهواء الجوي فتفقد حرارتها بالاشعاع والحمل .
- لو كانت المحولات كبيرة ( توضع في صناديق مملوءة بزيت معدني ويكون بالصناديق زعانف خارجية تعمل على زيادة مساحة السطح المعرض للتبريد فتفقد حرارتها بسهولة للهواء .
س: كيف تستخدم المحولات في نقل الطاقة والقدرة الكهربية من مكان التوليد إلى مكان التوزيع ؟
ج: أ - عند مكان التوليد والإنتاج : ( محطات السد العالي مثلا )
توضع محولات رافعة للجهد خافضة لشدة التيار فتقل الطاقة المفقودة فى الاسلاك على شكل حرارة فتقل تكاليف النقل
ب – عند أماكن التوزيع والاستهلاك :
نستخدم محولات خافضة للجهد رافعة للتيار فتزداد شدة التيار ويمكن توزيعها ( تفريغها ) على التوازي في الأسلاك لتغذية المدن والمصانع والشوارع ويظل فرق الجهد ثابت بعد خفضه إلى (220 V تقريبا
س: كيف يمكن أن نحول الدينامو إلى محرك كهربي ( موتور ) ؟
ج: يتم استبدال RL في الدائرة الخارجية لدينامو التيار المستمر ( التيار المتردد بعد تقويمه بإدخال تعديلات عليه ) بمصدر لتيار كهربي مستمر .
المحرك الكهربي ( الموتور )
شرح العمل :
-
عند غلق المفتاح K يمر التيار التقليدي من ( ف 1 ) إلى أضلاع الملف أ ب ج د
وبتطبيق قاعدة فلمنج لليد اليسرى على الأضلاع الطويلة أب ، ج د نجد أن الملف يتأثر بعزم إزدواج يدير الملف كما بالرسم .
-
بدوران الملف يقل عزم الازدواج تدريجيا لنقص البُعد العمودي بين القوتين حتى يصبح مستوى الملف عمودي على المجال فينعدم عزم الازدواج ولكن الملف يستمر في الدوران بالقصور الذاتي .
-
نلاحظ في نصف الدورة الثاني ينعكس اتجاه التيار في الملف ولكن يستمر دوران الملف في نفس اتجاه دورانه السابق .
-
لزيادة قدرة الموتور على الدوران نستخدم عدة ملفات بين مستوياتها زوايا صغيرة وتقسم الاسطوانة المعدنية إلى عدد من القطع ضعف عدد الملفات بحيث يتصل طرف كل ملف بقطعتين متقابلتين .
ويراعى أن تلامس الفرشتين ف1 ، ف2 القطعتين المعدنيتين المتقابلتين في حالة لو كان الملف المتصل بهما مستواه يوازي المجال حتى يكون تأثره بعزم ازدواج قيمة عظمى فتزيد سرعة الدوران
ملحوظة هامة:
بما أن : الملف ( وهو جزء من دائرة مغلقة ) يدور في فيض مغناطيسي
إذن : هذا الفيض يقطع أسلاكه وبالتالي تتولد فيه e.m.f مستحثة عكسية ( عكس تيار بطاريته )
وهذا التيار والقوة الدافعة العكسية هي سبب انتظام سرعة دوران الموتور . حيث أن
[url=http://cairodar.youm7.com/flashes/PDFfiles/physics arabis ch 3 l 1.pdf] لتحميل الدرس بصيغة PDF اضغط هنا..[/url]
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى