مسائل تدريبية

خواص  المواد الكهربائيه
الرقم   
الماده  
رقم الصفحه
1-2    الشحنة الكهربائية      
2-2-1 المواد الموصلة والمواد العازلة  Conductors and insulators   
3-2    إلكترون التكافؤ والإلكترون الحر       
4-2    المقاومة Resistance
5-2    المقاومة والمقامة النوعية Resistance & Resistively     
6-2    معامل الحراري للمقاومة النوعية Temperature coefficient of receptivity   
7-2    المقاومات المستخدمة عملياً.   
8-2    التأثر الحراري للتيار الكهربائي         



المواد العازلة Insulating Materials
الرقم   
الماده  
رقم الصفحه
1-3    شدة العازل Dielectric Strength   
2-3    مزايا المواد العازلة Characteristics of Insulating Material -         
3-3    السماحيهالنسبيه (  ɛ )   . Permittivity     
4-3    فواقد العازل Dielectric losses
.       
5-3    زاوية فقدان العزل   . Dielectric loss angel ( tan δ     

الفصل الرابع
المكثفاتCapacitars
الرقم   
الماده  
رقم الصفحه
1-4    أنواع المكثفات
1-1-4 المكثفات الورقية المعدنية      
2-1-4 المكثفات ذات العازل الخزفي  
3-1-4 المكثفات ذات عازل المايكا    
4-1-4 المكثفات الإلكتروليتية 
5-1-4 المكثفات المتغيرة      
2-4    السعة Capacitance
1-2-4 سعة كرة معزولة       
2-2-4 سعة مكثف كروي      
3-2-4 سعة المكثف متوازي اللوحين  




الفصل الخامس
الخواص المغناطيسية للمواد

الرقم   
الماده  
رقم الصفحه
1-5    الأصل الإلكتروني للخواص المغناطيسية       
2-5    ا لتمغنط (( M  Magnetization    
3-5    الممغنط Magnetizing field  ( H 
4-5    الصفات المغناطيسية للمادة Magnetic parameters of matter  
1-4-5 قابلية التمغنط ( أو التأثرية ) Magnetic susceptibility (

2-4-5 النفاذية permeability

3-4-5 معامل النفاذية النسبي Relative permeability  (

5-5    الدايامغناطيسية Diamagnetism    
6-5    البارامغناطيسي  Para magnetism
7-5    الفيرومغناطيسية Ferromagnetism
8-5    التخلف المغناطيسي Magnetic Hysterisis
9-5    شروط حد  الفصل بين وسطين .Boundary Conditions  
10-5  الدائرة المغناطيسية The Magnetic Circuit        
11-5  مقارنة معادلة الدائرة المغناطيسية بالدائرة الكهربائية للتيار المستمر    



الفصل السادس
الخواص الميكانيكية للمواد Mechanical Properties


الرقم   
الماده  
رقم الصفحه
1-6    أنواع التحميل Types of loading  
1-1-6 التحميل الأستاتيكية Static loading 
2-1-6 التحميل الديناميكي Dynamic Loading    
2-6    خواص المواد الهندسية Properties of engineering materials
        
3-6    الاختبارات الميكانيكية.Mechanical tests  
1-3-6 اختبار الشد  Tensile test    
2-3-6 اختبار الانضغاط  Compression test      
3-3-6 اختبار الصلابة . Hardness tests  
1-3-3-6       اختبار برنيل  Brinell test  
2-3-3-6       اختبار روكويل . . Rockwell test  
3-3-3-6       اختبار فكرز  Vickers test 
4-3-3-6       اختبار نوب knoop test     
4-3-6 اختبار الصدم . Impact test
5-3-6 اختبار التزحف. Creep test 
6-3-6 اختبار الكلال. Fatigue test 


Engineering Materials


EE – 240

اجوبة الامتحان الآول
س1:اذكر اهم المصادرالتي تحتوي على البيانات اللازمه التي يجب على المصمم الاستعانه بها  لاختيار المواد اللازمه
الجواب
وهناك مصدران يحصل منهما المصمم على البيانات اللازمة في اختيار المواد وهما:
1-      التقارير التي  تبين مدى كفاءة المواد عند الاستعمال الواقعي ( العملي ).
2-      نتائج الاختبارات التي أجريت على المواد لبيان خواصها حتى يمكن إعداد مواصفاتها.
س2: اشرح مع  بالرسم كيف الحصول عاي مادة شبه موصله  نوع  P
الجواب
2 - مادة شبه موصل  نوع  P موجب.
بإضافة شوائب من مادة ثلاثة التكافؤ ( أي لها ثلاث إلكترونات تكافؤ) إلى بلورة السيلكون النقي مثل العنصرالتاليه
-        الأنديومIn49   ,والبورونB5،    والألمنيوم,Al13
-        تحصل على هذا النوع من أشباه الموصلات غير النقية والشكل ( 10 .2) يوضح ذلك.
B5 -   بورو ن :- يحتوي  ثلاث الكترونات تكافؤ في المدار الخارجي
-        سيلكون 14Si :- يحتوي على اربع الكترونات في المدار الخارجي
-        في المدار الخارجي اصبح 7 الكترونات لذا بقي لدينا فجوه في المدار الخارجي
-        بما أن الذرات الثلاثية التكافؤ تضيف فجوة إلى البلورة فإنها تسمى ذرات قابلة بعكس الذرات المانحة المذكورة سابقاً.

الشكل ( 10 .2) شبه موصل غير نقي من  ماده نوع Pموجب
إن إضافة الشوائب بطريقة التطعيم ليس المقصود منها زيادة توصيلية مادة السيلكون بزيادة حاملات الشحن،
س3 :اذكر انواع الفولاذ الرئيسيه
جواب س3  أنواعه  الفولاذ الرئيسية هي:
1-      منخفض الكربون : -0.25 % كربون، 1% منغنيز، 0.5 نيكل.
2-      متوسط الكربون:- 0.58 % كربون، 0.6 منغنيز، 2 % نيكل .
        3-ستينلس ستيل:- 0.50% كربون، 2 % منغنيز، 10 % نيكل، 18% كروم
س4: سلط مجال كهربائي على موصل من نحاس وكانت كمية  الشحنه التي غادرة خلال دقيقه واحده َ
  اوجد سرعة انجراف اللآكترون اذا كانت مساحة مقطع الموصل   
وعدد الألكترونات الطليقه في المتر المكعب   علما بان شحنة اللكترون 
الحل النموذجي لاسئلة الامتحان
بسم الله الرحمن الرحيم
جامعة اليرموك \ كلية الحجاوي للهندسه التكنلوجيه
قسم القوى الكهربائيه\الأمتحان النهائي
مواد هندسيه هق 240    الاربعاء 14\1\2015   من الساعه 8.5– 10-10.5
اسم الطالب                         رقم الطالب                   رقم الطالب في الشعبه
--------------------------------------------------------
س1 : أ) اذكر انواع  حديد الزهر
1-حديد الزهر الرمادي.
2-حديد الزهر القابل للطرق.
     3-حديد الزهر المطاوع.
ب ) المواد الخزفيات تقسم الى  قسمين  , النواتج الطينية والمواد الحرارية المقاومة للحرارة.
اذكر مكونات  المواد الحرارية المقاومة للحرارة.
-1أكسيد السليكون،
-2أكسيد الألمنيوم،
3-أكسيد المغنيسيوم،
4-أكسيد الكالسيوم
5-      أكسيد الزركونيوم.
س2:تم وضع كره معدنيه قطره D=10mm على سطح ماده ووضع على هذه الكره حمل مقداره  P=500kg  وبعد ازالة الحمل وجد ان الكره المعدنيه تغلغلة  داخل الماده بقطر d=2mm  اوجد رقم برنيل لصلابة هذه الماده.
الحل :
 


س3 : عرف ما يلي :
1-التيار الكهربائي : - * هو انتقال الألكترونات باتجاه معين وبحركه منتظمه يولد سريانا في الشحنات .
        هو معدل سريان الآلكترونات الحامله للشحنه الكهربائيه بالنسبه للزمن
2-المواد الموصله  : * هي المواد التي تنتقل خلالها الشحنات الكهربائيه في الحال .
        هي المواد التي تحتوي على الكترونات طليقه .
3-المقاومه الكهربائيه :- هي اعاقة مرور الشحنات الكهربائيه خلال الماده
4-الجهدStres : - الحمل الخارجي يولد جهد s أو الجهود  في المادة لمقاومة تأثيرات هذا الحمل الخارجي.
5-الأجهاد Strain : -عبارة عن التغير النسبي الذي يحصل في شكل أو أبعاد المادة نتيجة للحمل المسلط عليها.


س4:  تم شراء محول كهربائيV110\220  f=50Hz ; V= لتشغيل فرن كهربائي  قدرته P=110W  يعمل على الفولتية   V=110V.  القوه الدافعه الكهربائيه للفه الواحدة في المحول E1=0,22V , القلب الحديدي للمحول   مصنوع من حديد السليكون أقصى شدة مجال لهذا النوع من الحديد =1,2Wb/m2 B    في أوجد ما يلي  :

1-      الخسائر الهستيرية  ,إذا كان المعامل الهستيري   وطول الطريق التي يسلكها المجال المغناطيسي 
2 -الخسائر الناتجة عن التيارات الدوامية   إذا كان سمك الصفائح المصنوع منها القلب الحديديmm5,t=0  والكثافة النوعية 
الحل :
1) نجد  الخسائر الهستيرية  ,

نجد الحجم: V

لكن القوة الدافعة الكهربائية للفة الواحدة Eterهي :

نجد مساحة مقطع الموصل

2) نجد الخسائر الناتجة عن التيارات الدوامية  .


-tسمك الصفيحه الحديديه m

س5.: مكثف مكون من لوحين معدنين متوازيين، مساحة كل لوح m21، ويفصل بينها ثلاث طبقات من عوازل        مختلفة, ذات سما حية كليه            وسمك كل طبقه t1= 12mm; t2= 10 ;t3=15mm. إذا كان فرق الجهد بين اللوحين 1000 V احسب: 
1-السعة الكلية للمكثفC..
2-كمية الشحنة على المكثف َQ.
3 - شدة المجال الكهربي في كل طبقة E.



        كما موضح في الشكل (15 . 4) يمكننا حساب السعة C من العلاقة ( 4.31) كما يلي:





        يجب إيجاد الإزاحة الكهربائية  D كما هو بالمعادلة (4.19 ).


        بما  إن الإزاحة الكهربائية D ثابتة في الطبقات العازلة،
        لذلك فإنه يمكن حساب شدة المجال الكهربائي في كل طبقة عازلة كالآتي:


بسم الله الرحمن الرحيم
جامعة اليرموك \ كلية الحجاوي للهندسه التكنلوجيه
قسم القوى الكهربائيه\الأمتحان النهائي
مواد هندسيه هق 240    الاربعاء 14\1\2015   من الساعه 8.5– 10-10.5
اسم الطالب                         رقم الطالب                   رقم الطالب في الشعبه
--------------------------------------------------------
س1 : أ) اذكر انواع  حديد الزهر
1-
2-
     3-
ب ) المواد الخزفيات تقسم الى  قسمين  , النواتج الطينية والمواد الحرارية المقاومة للحرارة.
اذكر مكونات  المواد الحرارية المقاومة للحرارة.
-1
2-
3-
4-
5-
س2:تم وضع كره معدنيه قطره D=10mm على سطح ماده ووضع على هذه الكره حمل مقداره  P=500kg  وبعد ازالة الحمل وجد ان الكره المعدنيه تغلغلة  داخل الماده بقطر d=2mm  اوجد رقم برنيل لصلابة هذه الماده.
الحل :

س4:  تم شراء محول كهربائيV110\220  f=50Hz ; V= لتشغيل فرن كهربائي  قدرته P=110W  يعمل على الفولتية   V=110V.  القوه الدافعه الكهربائيه للفه الواحدة في المحول E1=0,22V , القلب الحديدي للمحول   مصنوع من حديد السليكون أقصى شدة مجال لهذا النوع من الحديد =1,2Wb/m2 B    في أوجد:
1-الخسائر الهستيرية  ,إذا كان المعامل الهستيري   وطول الطريق التي يسلكها المجال المغناطيسي 
2 -الخسائر الناتجة عن التيارات الدوامية   إذا كان سمك الصفائح المصنوع منها القلب الحديديmm5,t=0  والكثافة النوعية 
الحل :


س5.: مكثف مكون من لوحين معدنين متوازيين، مساحة كل لوح m21، ويفصل بينها ثلاث طبقات من عوازل        مختلفة, ذات سما حية كليه            وسمك كل طبقه t1= 12mm; t2= 10 ;t3=15mm. إذا كان فرق الجهد بين اللوحين 1000 V احسب:
1-السعة الكلية للمكثفC..
2-كمية الشحنة على المكثف َQ.
3 - شدة المجال الكهربي في كل طبقة E.

س3 : عرف ما يلي :
1-التيار الكهربائي : -

2-المواد الموصله  :

3-المقاومه الكهربائيه :-

4-الجهدStres : -

5-الأجهاد Strain

بسم الله الرحمن الرحيم
جامعة اليرموك \ كلية الحجاوي للهندسه التكنلوجيه
قسم القوى الكهربائيه
الأمتحان الأول
مواد هندسيه هق 240    الخميس 6\11\2014   من الساعه 5 –الساعه السادسه  قاعه ه411
--------------------------------------------------------

س1:اذكر اهم المصادرالتي تحتوي على البيانات اللازمه التي يجب على المصمم الاستعانه بها  لاختيار المواد اللازمه

س2: اشرح مع  بالرسم كيف الحصول عاي مادة شبه موصله  نوع  P

س3 :اذكر انواع الفولاذ الرئيسيه ونسبة الكربون في كل نوع .

س4: سلط مجال كهربائي على موصل من نحاس وكانت كمية  الشحنه التي غادرة خلال دقيقه واحده َ
  اوجد سرعة انجراف اللآكترون اذا كانت مساحة مقطع الموصل   
وعدد الألكترونات الطليقه في المتر المكعب   .علما بان شحنة اللكترون  .

س  اذكر ميزات المكثفات الإلكتروليتية ثم اذك عيوبها
الجواب
ميزات هذه المكثفات :
- لها سعة كبيرة
- تكلفتها قليلة.
- هذا النوع من المكثفات يكون  مستقطباً – بمعنى أن  لها طرفين ( +) و (-)ويجب أن يكون توصيل فرق الجهد بين طرفيها صحيح
ومن عيوب هذه المكثفات :
- لو عكست القطبية فإنها لا تعمل وقد يحدث لها انهيار في طبقات العزل
- تتحلل بالتخزين. حيث تزيد تيارات التسرب إذا تم تخزينها لفترة طويلة.


بسم الله الرحمن الرحيم
جامعة اليرموك \ كلية الحجاوي للهندسه التكنلوجيه
قسم القوى الكهربائيه
الأمتحان الثاني
مواد هندسيه هق 240    الخميس 11\12\2014   من الساعه 4 –الساعه السادسه  قاعه ه411
اسم الطالب :                                   الرقم  الجامعي للطالب :
......................................................................................
س 1:  زيت التبريد  المعدني يعتبر احد المواد العزله اذكر اهم خصائصه .


س2 : اذكر اهم العوامل التي تساعد على تسرب التيار من خلال العوازل وتؤادي الى تخفيض شدة العزل .



س3 : مكثف كروي الشكل نصف قطره الداخلي cm4a= ونصف قطره الخارجي b=10cmوالسماحيه الكليه للعازل الموجود بين الكرتين  , تم شحن الكره الداخليه بشحنه موجبه  , كما تم توصيل  الكره الخارجيه مع الأرض , اوجد السعة  الكليه للمكثف .

س4 : محول تيار حلقي متوسط محيطه L=10cm , وعدد لفلته الثانويه  N=600  تم قياس التيار الخارج من طرف الملف الثانوي فوجد I=4A  , وشدة المجال المغناطيسي الناتجه عن مرور هذا التيار B=0,5 T اوجد: -

1-      مقدار Magnetizing Field المجال المغناطيسي H.
2-      مقدارMagnetization  التمغنط M .
3-      قابلية التمغنط Magnetic Susceptibility
4-      تيار التمغنط السطحي الناتج عن تراصف ذرات الماده .

اجوبة امتحان الثاني تاريخ 11\12\2014
بسم الله الرحمن الرحيم
جامعة اليرموك \ كلية الحجاوي للهندسه التكنلوجيه
قسم القوى الكهربائيه
الأمتحان الثاني
مواد هندسيه هق 240    الخميس 11\12\2014   من الساعه 4 –الساعه السادسه  قاعه ه411
اسم الطالب :                                   الرقم  الجامعي للطالب :
......................................................................................
س 1:  زيت التبريد  المعدني يعتبر احد المواد العزله اذكر اهم خصائصه .
1-      المظهر
2-      الكثافه
3-      اللزوجه
4-      نقطة الوميض
5-      نقطة الأنصباب
6-      محتوى الماء
7-      شدة المجال الكهربائي
8-      زاوية الفقدان
9-      الخواص الكيميائيه
س2 : اذكر اهم العوامل التي تساعد على تسرب التيار من خلال العوازل وتؤادي الى تخفيض شدة العزل .
1-      الرطوبه
2-      التلوث
3-      درجة الحراره العاليه
4-      التعتيق
5-      الاجهادات الميكانيكيه تؤدي الى تخفيض شدة العزل للماده .



س3 : مكثف كروي الشكل نصف قطره الداخلي cm4a= ونصف قطره الخارجي b=10cmوالسماحيه الكليه للعازل الموجود بين الكرتين  , تم شحن الكره الداخليه بشحنه موجبه  , كما تم توصيل  الكره الخارجيه مع الأرض , اوجد السعة  الكليه للمكثف .


س4 : محول تيار حلقي متوسط محيطه L=10cm , وعدد لفلته الثانويه  N=600  تم قياس التيار الخارج من طرف الملف الثانوي فوجد I=4A  , وشدة المجال المغناطيسي الناتجه عن مرور هذا التيار B=0,5 T اوجد: -

5-      مقدار Magnetizing Field المجال المغناطيسي H.
6-      مقدارMagnetization  التمغنط M .
7-      قابلية التمغنط Magnetic Susceptibility
8-      تيار التمغنط السطحي الناتج عن تراصف ذرات الماده .




a.  أساسيات ماكينة اختبار الكلال.
b. شكل كسر الكلال.
c. العلاقة بين عدد الدورات والإجهاد النموذجي، لاحظ حد التحمل.
d. العلاقة بين عدد الدورات والجهد للفولاذ وأحد سبائك الألمنيوم. لاحظ عدم وجود حد  التحمل في سبيكة الألمنيوم.
الفصل الاول
انواع المواد الهندسية
الرقم    الماده   رقم الصفحه
1-1    أهمية دراسة المواد الهندسية   
2-1    المواد الهندسية
3-1    مصادر المواد الهندسية
4-1    اختيار المواد الهندسية 
5-1    أنواع المواد الهندسية  
1-5-1 المعادن
1-1-5-1       المواد المعدنية الحديدية
2-1-5-1       المواد غير المعدنية    
2-5-1 الخزفCeramics    
3-5-1 المزيجMixture       
4-5-1 البولميراتP0lymers
2-4-5-1       بوليمرات تتلدن بالحرارة ( وتتصلد بالتبريد)