درس الحقل المغناطيسي والتيار الكهربائي للسنة الثانية متوسط

• درس الحقل المغناطيسي والتيار الكهربائي للسنة الثانية متوسط

1. تجربة أورستد
2. قوة لابلاص
3. المغناطيس الكهربائي
4. مكونات المحرك الكهربائي

– أثناء حفل حدث خلل في مكبر الصوت فقام أحد الأشخاص وقال ان سبب العطب هو وجود ثقب على مستوى غطاء المغناطيس الذي هو في الداخل .

في رأيك هل إجابته صحيحة ؟ برر ذلك

1) الحقل المغناطيسي المتولد عن تيار كهربائي مستمر :

أ)- الحقل المغناطيسي المتولد عن تيار كهربائي مستمر في سلك مستقيم (تجربة أورستد)

التجربة 1 وثيقة 1  ص 114: حقق الدارة الكهربائية المبينة في الوثيقة 1

الملاحظة 1:

انحراف الإبرة المغناطيسية عن وضعها الأصلي.

التفسير:

انحرف الإبرة المغناطيسية دليلعلى وجود حقل مغناطيسي ناتج بعد مرور تيار كهربائي  

الملاحظة 2:

عودة الإبرة الى وضعها الأصلي السابق

التجربة 2 ص 114: أعكس  قطبي العمود الكهربائي في الدارة السابقة واغلق الدارة لمدة قصيرة

الملاحظة: تنحرف الابرة الممغناطيسية  في الاتجاه المعاكس للإتجاه السابق

التفسير: انحراف الإبرة المغناطيسية يدل على أن للحقل المغناطيسي إتجاه محدد يتعلق بجهة التيــــــــــار الكهربائي  

– كل ناقل يجتازه تيار كهربائي يتولد حوله حقل مغناطيسي.

– جهة الحقل المغناطيسي متعلقة بجهة التيار الكهربائي

ب)-الحقل المغناطيسي المتولد عن تيار كهربائي مستمر في وشيعة :

التعرف على الوشيعة (وثيقة 3): تتكون من سلك معدني ملولب ومطلي بالبرني من اجل عدم ملامسة الاسلاك لبعضها وحدوث شرارة كهربائية (تعريف معلوم ومتداول)

التجربة الأولى ص115: حقق التركيب المبين في الوثيقة- 4- ص 115

الملاحظة 1:

اتجاه احد قطبي الإبرة نحو وجه الوشيعة

التجربة الثانية ص 115: الآن اعكس  قطبي العمود الكهربائي

الملاحظة 2:

نلاحظ اتجاه القطب الثاني للإبرة نحو وجه الوشيعة

التجربة الثالثة:انثر على سطح لوح زجاجي برادة حديد وثيقة5

الملاحظة: تشكل خطوط الطيف المغناطيسي بشكل مستقيمات متوازية داخل الوشيعة ، و دوائر مغلقة خارجها

– يولد التيار الكهربائي المستمر المار في الوشيعة حقلا مغناطيسيا طيفه يكون داخل الوشيعة على شكل خطوط مستقيمة متوازية اما خارج الوشيعة فيكون على شكل خطوط مغلقة

2)-فعل حقل مغناطيسي على تيار كهربائي مستمر – قوة لابلاص

نشاط 1 ص  116: تجربة لابلاص

نحقق التركيب الموضح في الشكل التالي:

الملاحظة :   تدحرج القضيب النحاسي على السكة دليل على تولد قوة قامت بتحريكه اما عند قلب قطبي البطارية او قطبي مغناطيس U يتدحرج القضيب النحاسي في الإتجاه المعاكس

النتيجة:

– تتولد قوة كهرومغناطيسية عند مرور تيار كهربائي عبر سلك ناقل موجود داخل حقل مغناطيسي تؤدي الى تحريك ذلك الناقل و تسمى قوة لابلاص .

– تتعلق جهة قوة لابلاص بشدة التيار الكهربائي و الحقل المغناطيسي

3-المحرك الكهربائي بالتيار الكهربائي المستمر:

أ)-المغناطيس الكهربائي :

نشاط1ص118:

  نحقق التركيب التجريبي الو ثيقة 10 ص 118

الملاحظة: انجذاب برادة الحديد إلى القضيب ، مما يدل على انه قد تمغنط

– يتولد حقل مغناطيسي حول الوشيعة التي يجتازها تيار كهربائي

-عند فتح القاطعة يتلاشى الحقل المغناطيسي للمغناطيس الكهربائي

النتيجة:

المغناطيس الكهربائي:

يتكون من نواة حديدية ملفوف عليها سلك ناقل غير معزول ،وعند ربط نهايتي السلك بعمود كهربائي يظهر على طرفي النواة الحديدية قطب شمالي وقطب جنوبي فنحصل على مغناطيس كهربائي مؤقت

 نحصل على مغناطيس دائم بعد انقطاع التيار الكهربائي عندما نستعمل نواة من الفولاذ

ب)-مبدأ عمل المحرك الكهربائي بالتيار الكهربائي المستمر:

مكونات المحرك الكهربائي:

يقدم الأستاذ محركات كهربائية ويطلب من التلاميذ تفكيكها واستكشاف مكوناتها؟

–الجزء الدوار:يتشكل من وشيعة تحوي نواة حديدية من الحديد اللين

–الجزء الثابت :يتمثل في مغناطيس دائم توضع الوشيعة بين طرفيه

-المبادل:نصف حلقتين معدنيتين يتصلان بوشيعة النواة ويدوران معها

–فرشتان:تلامسان نصفي المبادل متصلتين بالدارة الكهربائية

كيفية عمل المحرك الكهربائي:

-ينجذب القطب الشمالي للعنصر الدوار نحو القطب الجنوبي للمغناطيس ويتنافر مع القطب الشمالي بينما ينجذب القطب الجنوبي للعنصر الدوار نحو القطب الشمالي للمغناطيس ويتنافر مع القطب الجنوبي له ويؤدي هذا الى دوران الجزء الدوار

-يستمر الجزي الدوار في الدوران الى ان تصل الفرشتان الى نصفي الحلقتين المتقايلتين فيتغير اتجاه التيار وبالتالي يتغير وضع القطبين

النتيجة

المحرك الكهربائي:هو الة تعمل على تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية دورانية لإنجاز شغل

– يعتمد عمل المحرك الكهربائي على مبدأ قوة لابلاص المغناطيسية

– يستخدم  في عمل المحرك الكهربائي ظاهرتا التجاذب والتنافر بين الأقطاب المغناطيسية المتقابلة 

بـاشــــــــــــــا محمد