الحث الكهرومغناطيسي مسائل
المســــــــــــــــــــــــــائل :
1- لفة من سلك مستطيل الشكل طوله 20 cm وعرضه 10 cm ومستواه عمودي على فيض كثافته 3 x 10-3 T احسب الفيض المغناطيسى الكلى الذى يخترق اللفة ثم احسب emf المستحثة المتولدة فى اللفة عندما يتلاشى الفيض فى 0.003 s ) 0.02 v ، 6 × 10-5 Wb (
2- ملف مربع الشكل طول ضلعه 10 cm وعدد لفاته500 لفة وضع عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.1 تسلا فإذا أخرج الملف من المجال فى زمن قدره 0.05 s احسب emf المتولدة . ( 10 v ) ( مصر 90 )
3- ملف عدد لفاته 100 لفة مساحة كل منها 20 cm2 موضوع عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.2 T فإذا عكس اتجاه الفيض خلال 0.2 s أوجد متوسط e.m.f المستحثة المتولدة . ( 0.4 v ) ( مصر 87 )
4- احسب مقدار emf المستحثة المتولدة بين طرفي ملف عدد لفاته 400 لفة مساحة كل لفة 50 cm2 يخترق فيض عمودي كثافته 0.2 T عندما :
1. يتلاشى الفيض المغناطيسى القاطع للملف خلال 0.01 s ( 40 V )
2. أدير الملف 180 فى الفيض المغناطيسى خلال s 0.01 ( 80 V )
3. أدير الملف 360 خلال 0.015 ثانية . (0 )
4. تقل كثافة الفيض المغناطيسى العمودي إلى 0.1 T خلال 0.001 s ( 200 V )
5. تزيد كثافة الفيض المغناطيسى العمودي إلى 0.4 T خلال s 0.001 ( 400 V )
5- ملف حلزوني طوله متر يحتوى على 500 لفة ومساحة مقطعه 10 cm 2 يمر به تيار شدته 2 أمبير ، أوجد :
1. كثافة الفيض المغناطيسى عند نقطة داخل الملف . (0.01256 T )
2. مقدار ق.د.ك المستحثة إذا انعدم التيار خلال 0.01s ( 0.625 v ) ( أزهر 2000 )
6- ملف حث لولبي طوله 8 cm وعدد لفاته 400 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 يمر فيه تيار كهربى شدته 2.1 A أوجد :
1. كثافة الفيض المغناطيسى عند نقطة تقع على محوره . ( T 1.32 × 10-2 )
2. القوة الدافعة المستحثة إذا أصبح الملف موازياً للمجال المغناطيسى خلال 0.01 s
( μ = 4π × 10-7 وبر/ أمبير. م ) ( 0.528 V ، Tesla 1.32 × 10-2 ) ( أزهر 98 )
7- ملف عدد لفاته 25 لفة ملفوف حول أنبوبة مجوفة مساحة مقطعها 1.8 cm 2 بحيث كانت مساحة كل لفة تساوى مساحة مقطع الأنبوبة تأثر الملف بمجال مغناطيسي منتظم عمودي على مستوى الملف فإذا زادت كثافة الفيض المغناطيسى من صفر إلى 0.55 T فى زمن قدره 0.75 s احسب :
1. مقدار القوة الدافعة المستحثة فى الملف . ( 0.0033 v )
2. شدة التيار المستحث فى الملف إذا كانت مقاومة الملف 3 Ω ( 0.0011 A ) ( مصر 2007 )
8- ملف دائري مساحة مقطعه 0.045 m2 عدد لفاته 150 لفة ومقاومته 0.9 Ω وضع الملف بحيث كان مستواه عمودياً على مجال منتظم كثافة فيضه 8 × 10-5 Tesla أوجد كمية الشحنة الكهربية التى تسرى فى الملف عند إبعاد الملف عن المجال خلال 0.3 ثانية .
( 6× 10-4 C ) ( أزهر 2004 )
9- إذا كان معامل الحث المتبادل بين ملفين هو 0.1 H وكانت شدة التيار المار فى أحد الملفين 4 A فإذا هبطت شدة التيار فى ذلك الملف إلى الصفر فى 0.01 s احسب القوة الدافعة الكهربية المتولدة فى الملف الثانى . ( 40 v )
10- ملفان متقابلان عندما تتغير شدة التيار فى أحدهما من 4 A إلى الصفر فى 0.01 s تتولد emf مستحثة مقدارها 40 v بين طرفي الملف الثانى احسب الحث المتبادل بين الملفين .
( 0.1 H ) ( مصر 2003 )
11- مر تيار شدته 2 A فى الملف الابتدائي لملف رومكورف وبتأثير المكثف ثابت السعة أصبح زمن اضمحلال التيار فيه 2 ms احسب فرق الجهد المتولد بين طرفي الملف الثانوي علماً بأن معامل الحث المتبادل بين الملفين 0.8 H (800 V ) ( أزهر 93 )
12- ملف رومكورف عدد لفات ملفه الابتدائي 200 لفة يمر به تيار كهربى شدته 4 A وقلب الملف مصنوع من الحديد طوله 10 cm وقطره 3.5 cm ومعامل نفاذيته 0.002 W/A.m فإذا انقطع التيار فى الملف الابتدائي فى زمن 0.01 s احسب :
1. emf المتولدة فى الملف الثانوي إذا كان عدد لفاته 105 لفة . ( ( 1.5 × 105 V
2. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 385 H (
13- ملفان متجاوران X، Y عدد لفاتهما 700 لفة ، 2000 لفة على الترتيب فإذا مر تيار شدته 7A فى الملف X ينتج فيض 9×10-4 Wb فى الملف X وفيض 2.5×10-4 Wb فى الملف Y احسب :
1. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 0.07 H (
2. متوسط emf فى الملف Y عندما ينعدم التيار فى الملف X خلال 0.3 s ( 1.63 V (
14- احسب معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة دافعة كهربية مستحثة مقدارها 10 v إذا تغيرت شدة التيار المار فيه بمعدل 40 A/s
( 0.25 H )
15- ملف عدد لفاته 200 لفة مر به تيار 4 A نتج عنه فيض 10 -4 Wb احسب :
1. متوسط emf المستحثة بين طرفيه إذا انعدم التيار خلال 0.01 s (12 V )
2. معامل الحث الذاتي للملف .0.005 H ) ) ( مصر 2001 )
16- مر تيار كهربى شدته 5 A فى ملف عدد لفاته 500 لفة فنشأ عنه فيض مغناطيسي قدره 10-4 Wb فإذا انعدم التيار فى 0.5 s احسب :
1. القوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة فى الملف . ( 0.1 V )
2. معامل الحث الذاتي للملف . ( 0.01 H ) ( مصر 2000 ، 2007 )
17- ملف مقاومته 12 Ω وصل طرفاه ببطارية قوتها الدافعة 36 V ومقاومتها الداخلية مهملة فإذا كان الحث الذاتي للملف 0.25 H احسب :
1. القوة الدافعة التأثيرية الذاتية المتولدة بالملف عندما يكون معدل نمو التيار فيه .
48 A/s ( 12 v )
2. شدة التيار المار فى الملف عندئذ . ( 3 A ) ( أزهر 2007 )
18- ملف حلزوني مقاومته 10 Ω معامل الحث الذاتي له 0. 3 H يتصل طرفاه بقطبي بطارية قوتها الدافعة 12 V احسب شدة التيار المار فى الملف فى اللحظة التى ينمو فيها التيار بمعدل 10 As مع إهمال المقاومة الداخلية للبطارية .
( 0.9 A ) ( أزهر 2010 )
19- ملف حثه الذاتي 0.03 هنري مكون من 100 لفة يمر به تيار كهربى يولد فيض مغناطيسي مقداره6 × 10-4 وبر فإذا انعدم التيار المار فى الملف فى 0.02 s احسب :
1. متوسط القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى الملف . (3 v )
2. شدة التيار الذى كان يمر فى الملف . ( 2 A ) ( أزهر 2008 )
20- ملف حلزوني ملفوف حول قلب من الحديد نفاذيته المغناطيسية 0.003 وبر/ أمبير . م وعدد لفاته 100 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 وطوله 40 cm يمر به تيار شدته 4 A احسب معامل الحث الذاتي للملف عندما يقطع التيار فى 0.01 s
( 0.075 H ) ( أزهر 2002 ، 2004 )
21- ملف حلزوني طوله 60 cm يتكون من 100 لفة ومساحة مقطعه 40 cm2 ومقاومته Ω 4 ملفوف حول قلب نفاذيته المغناطيسية 0.003 وبر / أمبير . متر يتصل بقطبي بطارية قوتها الدافعة 6 V ومقاومتها الداخلية مهملة وعند فتح الدائرة انعدم التيار فى 0.2 s احسب معامل الحث الذاتي للملف .
( 0.4 H ) ( أزهر 2011 )
22- ملف حلزوني طوله 2π cm , وعدد لفاته 500 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 يمر به تيار شدته 4 A احسب معامل الحث الذاتي للملف الحلزوني إذا تلاشى التيار فيه فى 0.01s
( μ = 4π × 10-7 وبر/ أمبير. م ) 5 × 10-4 H ) ( أزهر 2013 )
23- ملفان متجاوران B , A عدد لفاتهما 2000 , 500 لفة على الترتيب فإذا تغير التيار فى الملف A بمقدار 10 A تغير الفيض المغناطيسى فى الملف A بمقدار 2 x 10-3 Wb وتغير الفيض المغناطيسى فى الملف B بمقدار 10-4 وبر أوجد :
1. معامل الحث الذاتي للملف A ( 0.1 H )
2. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 0.02 H )
3. جـ- متوسط emf الناشئة فى كل من الملفين B , A إذا انقطع تيار مقداره 15 A يمر فى الملف A فى زمن قدره 0.3 s ( 1 v ، 5 v )
24- ملفان متجاوران B , A عدد لفاتهما 1000 , 400 لفة على الترتيب فإذا مر تيار شدته 5 A فى الملف A ينتج عنه فيض 8 x 10-3 Wb فى الملف A وفيض 3 x 10-3 Wb فى الملف B H أوجد :
1. أ- معامل الحث الذاتي للملف A ( 0.064 H )
2. جـ- متوسط القوة الدافعة المستحثة فى الملف B عندما ينعدم التيار فى الملف A فى زمن 0.1 s
( 3 V ) ( أزهر 2009 )
25- إذا كانت كثافة الفيض المغناطيسى لمغناطيس 0.7 T وتحرك سلك طوله 0.4 m بحيث يقطع عمودياً هذا الفيض المغناطيسي فتولدت بين طرفي السلك emf مستحثة تساوى 1 V احسب سرعة حركة هذه السلك . ( 3.57 m/s )
26- هوائي سيارة طوله متر تتحرك السيارة بسرعة 80 km/hr فى اتجاه متعامد على المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض فتولدت قوة دافعة كهربية 4 × 10-4 V بين طرفي الهوائي احسب المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض . ( tesla 18 × 10-6 )
27- سلك معدني طوله 1m ومساحة مقطعه 2.5 cm2 والمقاومة النوعية لمادته .mΩ 10-4 × 5 مثبت رأسياً فى جسم سيارة تتحرك بسرعة 90 km/hr فتولد فى السلك تيار مستحث شدته 25 mA احسب قيمة المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض .
( tesla 2 × 10-3 ) ( أزهر 2011 )
28- ملف دينامو يتكون من 800 لفة مساحة مقطعه 0.25 cm2 يدور بمعدل 600 دورة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.001 T احسب القوة الدافعة المستحثة عندما يصنع العمودي على الملف زاوية 30°مع الفيض المغناطيسى .
( 6.286 V )
29- ملف مستطيل أبعاده 0.2 m × 0.4 m وعدد لفاته 100 لفة يدور بسرعة ثابتة قدرها 500 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.1 T ومحور الدوران فى مستوى الملف عمودي على المجال احسب القوة الدافعة الكهربية المستحثة العظمى المتولدة فى الملف .
( 41.9 V )
30- ملف مساحة مقطعه 100 cm2 يتكون من 70 لفة يدور فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.3 T بتردد ثابت 50 Hz احسب قيم emf أثناء دورانه عندما يمر بالأوضاع التالية :
1. مستوى الملف عمودي على الفيض المغناطيسى . ( صفر )
2. ب- مستوى الملف يميل بزاوية 60° على اتجاه الفيض المغناطيسى . ( 33 V )
3. جـ- مستوى الملف مواز لاتجاه الفيض المغناطيسى . ( 66 V ) ( أزهر 2012 )
31- ملف أبعاده 20cm ،30 cm مكون من 100 لفة يدور حول محور مواز لطوله بمعدل 1500 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.07 Tesla اوجد قيم القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى الملف أثناء دورانه عندما يمر بالأوضاع التالية :
1. مستوى الملف عمودي على المجال . ( صفر )
2. مستوى الملف يميل بزاوية 30° على اتجاه المجال . ( 33 V )
3. مستوى الملف مواز لاتجاه المجال . ( 66 V ) ( مصر 99 )
32- ملف مستطيل لدينامو تيار متردد طوله 30 cm وعرضه 0.25 m ومكون من 500 لفة يدور فى مجال مغناطيسي بسرعة 3000 دورة فى الدقيقة فإذا كانت كثافة الفيض المغناطيسى 0.07 T أوجد قيم القوة الدافعة المستحثة فى الحالات الآتية :
1. إذا كان مستوى الملف عموديا على المجال . ( صفر )
2. إذا كان مستوى الملف موازيا للمجال . ( 824.668 V )
3. إذا كان مستوى الملف يميل بزاوية 60° على اتجاه المجال . ( 412.334 V )
33- إذا كانت القوة الدافعة المستحثة العظمى فى ملف دينامو هي 200 V فكم تكون القيم اللحظية لها عندما :
1. يصل الملف إلى 1/12 من الدورة من اللحظة التى تكون فيها القوة الدافعة = صفر ( 100 V )
2. يكون مستوى الملف موازياً للمجال . ( 200 V )
3. تكون الزاوية بين العمودي على مستوى الملف وخطوط الفيض 30° ( 100 V )
4. يميل مستوى الملف على المجال بزاوية 60° ( 100 V )
5. يكون مستوى الملف عمودياً على المجال . ( 0 )
34- دينامو تيار متردد يتكون ملفه من 350 لفة ومساحته 200 cm2 دار الملف بسرعة منتظمة قدرها 50 دورة فى الثانية فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.5 tesla احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المتولدة فى ملف الدينامو ( 22/7 = π ) ( 1100 V )
2. القوة الدافعة اللحظية بعد مرور زمن قدره 1/600 s من الوضع الذى يكون فيه مستوى الملف عمودياً على خطوط المجال المغناطيسى . ( 550 V ) ( مصر 2005 )
35- ملف دينامو مساحة وجهه 4 ×10-2 m2 مكون من 70 لفة يدور بسرعة 3600 دورة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.5 tesla بدأ الحركة عندما كان مستواه عمودي على اتجاه المجال احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المتولدة . ( 528 V )
2. القوة الدافعة المتولدة بعد مضى زمن1/720 ثانية من بدء الحركة . ( 264 V ) ( مصر 10 )
36- إذا كان لديك مولد كهربى عدد لفاته 100 لفة ومساحة مقطعه 0.025 m2 يدور 700 دروة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.3 Tesla احسب القوة الدافعة المستحثة عندما :
1. يكون مستوى الملف عمودي على اتجاه خطوط الفيض المغناطيسى ( صفر )
2. تكون الزاوية بين العمودي على مستوى الملف وخطوط الفيض 30° ثم احسب القيمة الفعالة للقوة الدافعة المستحثة ( 22/7 = π ) ( 55 V ، 38.885 V ) ( ثان 2006 )
37- دينامو يتكون ملفه من 100 لفة وأبعاده 15 cm × 20 cm وكثافة الفيض المستخدم فيه 0.2 T يدور بانتظام دورة كاملة فى 0.02 s احسب :
1. النهاية العظمى للقوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة . ( 188.5 V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة ( π = 3.14 )
( 133.3 V ) ( مصر 96 )
38- ملف دينامو يدور 2400 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.05 Tesla فإذا كان عدد لفات الملف 100 لفة ومساحة كل منها 25 cm2 احسب :
1. أقصى قيمة لـ emf التأثيرية المتولدة بين طرفي الملف والقيمة الفعالة لها . ( 1.57 V ، 2.22 V )
2. القيمة اللحظية للقوة الدافعة التأثيرية المتولدة عند دوران الملف 1/12 دورة ابتداءاً من الوضع العمودي على المجال . ( 3.14 V ) ( أزهر 86 )
39- إذا كانت شدة التيار الكهربى الفعالة فى دائرة كهربية Ieff تساوى 2.828 A احسب قيمة كل من :
1. النهاية العظمى لشدة التيار Imax ( 4 A )
2. شدة التيار الكهربى المستحث اللحظي عندما تكون الزاوية المحصورة بين اتجاه سرعة الملف واتجاه كثافة الفيض المغناطيسى تساوى 30° ( 2 A ) ( مصر 2006 )
40- إذا كانت شدة التيار الفعالة فى دائرة تيار متردد 10 A احسب شدة التيار اللحظية فى الحالات الآتية :
1. بعد أن يتم الملف ¼ دورة من وضع الصفر . ( 14.14 A )
2. بعد أن يتم الملف 1/8 دورة من وضع الصفر ( 10 A ) ( أزهر 2009 )
41- مصدر تيار متردد emf العظمى له 200 V وصلت به مقاومة مقدارها 50 Ω احسب :
1. القيمة العظمى لشدة التيار . ( 4 A )
2. شدة التيار الفعال . (2.828 A )
42- دينامو تيار متردد مكون من 200 لفة مساحة مقطع كل منها 2 ×10-2 m2 يدور داخل مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.1 T ليعطى قوة دافعة كهربية قيمتها الفعالة 88.8 V احسب كل من :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربية . ( 125.6 V )
2. السرعة الزاوية . (3.14 rads )
3. تردد التيار ( علماً بأن 3.14= ) ( 50 Hz ) ( سودان 2014 )
43- ملف مكون من 100 لفة ومساحة مقطعه 0.07 m2 يدور حول محوره فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.1 T بسرعة 600 دورة فى الدقيقة احسب :
1. القيمة الفعالة للقوة الدافعة المتولدة بين طرفيه . ( 31.108 V )
2. الزمن الذى يستغرقه الملف اعتباراً من وضع الصفر حتى تصبح القوة الدافعة 22 V
( 0.083 s )( أزهر 2010 ثان )
44- إذا كانت القوة الدافعة التأثيرية المترددة الناتجة عن دوران ملف فى مجال مغناطيسي تعطى بالعلاقة : e.m.f = 180 Sin 18000 t احسب :
1. القيمة الفعالة للقوة الدافعة التأثيرية . ( 127.56 V )
2. التردد . ( 50 Hz )
3. قيمة القوة الدافعة التأثيرية بعد 5 مللي ثانية من الوضع الذى يكون فيه مستوى الملف عمودياً على المجال المغناطيسى . ( 180 V )
45- إذا كانت القوة الدافعة المستحثة المترددة تعطى بالعلاقة : e.m.f = 100 Sin 9000t أوجد :
1. قيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربية . ( 100V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة الكهربية . ( 70.7 V )
3. السرعة الزاوية . ( 9000 Rad /sec )
4. تردد التيار . ( 25 Hz )
46- إذا كانت القوة الدافعة المترددة تعطى من العلاقة : e.m.f = 200 sin 18000t احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المستحثة . ( 200 V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة المستحثة . ( 141.4 V )
3. السرعة الزاوية . ( 18000 Rad /sec ) (مصر 2012 ثان )
4. الزمن الدوري . ( 0.02 ثانية )
5. قيمة القوة الدافعة المستحثة بعد 5 مللي ثانية من وضع الصفر . ( 200 V )
6. الطاقة المستنفذة فى مقاومة 20 Ω خلال دورة واحدة فقط للتيار المتردد . ( 19.994 J )
47- دينامو تيار متردد طول ملفه 40cm وعرضه 30cm وعدد لفاته 300 لفة يولد تيار تردده 50/11 Hz وفرق جهده الفعال 200 V احسب :
1. القيمة العظمى لفرق الجهد بين طرفيه . ( 400 V )
2. كثافة الفيض المغناطيسى المؤثر على الملف . ( 0.3888 Tesla)
3. القيمة العظمى لفرق الجهد وشدة التيار عندما يدور الملف حول محور مواز لطوله بسرعة خطية 3 m/s ومقاومة الملف 20 Ω
( 14 A ، 280 V ) ( ثان 2008 ، أزهر 2002 ، 2011 )
48- جرس كهربى مركب على محول مثالي يعطى 8 V إذا كانت القوة الدافعة الكهربية فى المنزل 220 V وعدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة فما عدد لفات الملف الثانوي ، ثم اوجد شدة التيار فى الملف الثانوي إذا كانت شدة التيار فى الملف الابتدائي 0.1 A
(40 لفة ، 2.75 A )
49- محول كهربى خافض للجهد عدد لفات ملفه الابتدائي 5000 لفة وعدد لفات ملفه الثانوي 250 لفة فإذا كان جهد ملفه الابتدائي 240 V احسب :
1. القوة الدافعة الكهربية المستحثة بين طرفي ملفه الثانوي . ( 12 V )
2. إذا تولدت قوة دافعة كهربية عكسية مقدارها 4 V فى الملف الثانوي نتيجة تغير شدة التيار فى الملف الابتدائي بمعدل 5 A/s فاحسب الحث المتبادل بين الملفين .
( 0.8 H ) ( ثان 2001 )
50- محول كهربى يعمل على فرق جهد 220 V له ملفان ثانويان أحدهما موصل بمروحة كهربية صغيرة تعمل على ( 6 V ، 0.4 A ) ولآخر موصل بمسجل يعمل على ( 12 V ، 0.35 A ) فإذا كانت عدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة احسب :
1. - عدد لفات كل من الملفين الثانويين .
( فى حالة المروحة 30 لفة ، فى حالة المسجل 60 لفة )
2. شدة التيار فى الملف الابتدائي والذي يعمل على تشغيل كل من المروحة والمسجل معاً .
( 0.03 A ) ( مصر 2008، أزهر 2002 )
51- محول كهربى خافض كفاءته % 100 يراد استخدامه لتشغيل مصباح كهربى قدرته 24 Watt ويعمل بفرق جهد 12 v باستخدام مصدر قوته الدافعة 240 V فإذا كان عدد لفات الملف الثانوي 480 لفة احسب :
1. شدة التيار فى الملف الثانوي ، والملف الابتدائي . ( 2 A ، 0.1 A )
2. عدد لفات الملف الابتدائي . (9600 لفة ) ( مصر 80 )
52- محول كهربى خافض للجهد كفاءته % 100 عدد لفات ملفه الثانوي 600 لفة استخدم لتشغيل جهاز قدرته 48 watt وفرق جهده 24 V وذلك باستخدام مصدر قوته الدافعة الكهربية 200 V احسب :
1. عدد لفات الملف الابتدائي . ( 5000 لفة )
2. شدة التيار المار فى الملف الثانوي . ( 2 A )
3. شدة التيار فى الملف الابتدائي . ( 0.24 A ) ( ثان 2000 ، مصر 2011 )
53- محول خافض للجهد استخدم لتشغيل مصباح كهربى قدرته 24 Watt ويعمل على فرق جهد 30 V باستخدام منبع كهربى قوته الدافعة 240 V فإذا كان عدد لفات ملفه الابتدائي 480 لفة احسب :
1. شدة التيار المار فى الملفين الابتدائي والثانوي . (0.8 A ، 0.1 A )
2. عدد لفات الملف الثانوي . ( 60 لفة ) ( مصر 2000 )
54- محول خافض للجهد يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 2500 V يعطى ملفه الثانوي تيار شدته 80 A والنسبة بين عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي 1 : 20 وبفرض أن كفاءة المحول % 80 احسب القوة الدافعة الكهربية بين طرفي الملف الثانوي وشدة التيار المار فى الملف الابتدائي . ( 4 A ، 100 V )
55- محول كهربى خافض للجهد يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 240 V فإذا كان عدد لفات ملفه الابتدائي 5000 لفة وعدد لفات ملفه الثانوي 250 لفة وكانت كفاءة المحول % 75 احسب مقدار القوة الدافعة الكهربية المتولدة فى الملف الثانوي .
(9 V ) ( مصر 2003 ، سودان 2011 )
56- محول خافض كفاءته % 90 جهد ملفه الابتدائي 200 V وجهد ملفه الثانوي 9 V فإذا كانت شدة التيار المار فى الملف الابتدائي 0.5 A وعدد لفات الملف الثانوي 90 لفة احسب شدة التيار المار فى الملف الثانوي وما عدد لفات الملف الابتدائي .
( 1800 لفة ، 10 A )
57- محول كهربى كفاءته % 90 يعطى 9 V إذا وصل بمصدر قوته الدافعة الكهربية 220 V فما عدد لفات الملف الثانوي إذا كان عدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة ، وما ه شدة التيار المار فى الملف الثانوي إذا كانت شدة التيار المار فى الملف الابتدائي 0.2 A د
( 50 لفة ، 4.4 A ) ( أزهر 2001 )
58- محول خافض يعمل فى نهاية الخطوط الناقلة للتيار المتردد يخفض الجهد الكهربى من 3000 V إلى 120 V فإذا كانت القدرة الناتجة من المحول 15 K Watt وكفاءته % 80 وعدد لفات ملفه الابتدائي 4000 لفة احسب :
1. عدد لفات ملفه الثانوي . ( 200 لفة )
2. ب- شدة التيار فى كل من الملفين . ( 6.25 A ، 125 A ) ( مصر 96 )
59- محول خافض للجهد فى نهاية الخطوط الناقلة للتيار الكهربى يخفض الجهد من 2400 V إلى 240 V فإذا كانت القدرة الناتجة عن من المحول 12 k . watt وكفاءته % 80 وعدد لفات ملفه الابتدائي 1800 لفة احسب :
1. عدد لفات الملف الثانوي . ( 225 لفة )
2. شدة التيار المار فى ملفي المحول .
( Ip = 6.25 A ، Is = 50 A ) ( أزهر 2011 )
60- محول كهربى يحول 110 V إلى 35.2 V والنسبة بين عدد لفات ملفيه 2 : 5 احسب كفاءة المحول .
( % 80 ) ( أزهر 96 )
61- محول كهربى يحول 220 V إلى 17.6 V والنسبة بين عدد لفات ملفيه 1 :10 احسب كفاءة المحول .
( % 80 ) ( أزهر 93 )
62- محول كهربى كفاءته % 90 يحول 220 V إلى 11 V احسب عدد لفات الملف الابتدائي بالنسبة إلى عدد لفات ملفه الثانوي .
(( 1 : 18 ( أزهر 2010 )
63- محول خافض يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 2500 V يعطى ملفه الثانوي تيار شدته 80 A والنسبة بين عدد لفات الملف الابتدائي والثانوي 20 : 1 وبفرض أن كفاءة المحول % 80 احسب القوة الدافعة الكهربية بين طرفي الملف الثانوي وشدة التيار المار فى الملف الابتدائي .
(100 V ، 4 A ) ( أزهر 2015 )
64- محول كهربى رافع النسبة بين عدد لفات ملفيه الابتدائي والثانوي 2 :5 فإذا كانت شدة تيار ملفه الابتدائي 5 A فكم تكون شدة تيار ملفه الثانوي إذا كانت كفاءة المحول % 90
( 1.8 A ) ( أزهر 98 )
65- يراد نقل قدرة كهربية مقدارها 200 kW من محطة توليد إلى أحد المصانع خلال خط مقاومته 0.5 Ω فإذا كان فرق الجهد عند المحطة 1000 V احسب :
1. شدة التيار فى الخط . (200 A )
2. الهبوط فى الجهد . (100 V )
3. القدرة المفقودة على الخط . ( 2 × 104 W )
اكتـــــــــب المصطلـــــــــح العـــــــــلمي لمـــــــــا يـــــــــلي :
1 ظاهرة الحث الكهرومغناطيسى 2 قاعدة لنز
3 قانون فاراداى 4 الهنرى
5 الحث الذاتى 6 القوة الدافعة المستحثة
7 الهنرى 8 التيارات الدوامية
9 تردد التيار 10 كفاءة المحول
11 كفاءة المحول
مــــــا مــــــعنى قولنــــــا أن ...... ؟
1 معنى ذلك أن مقدار القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى نفس الملف عند تغير شدة التيار فيه بمعدل واحد أمبير فى الثانية = 0.3 فولت
2 معنى ذلك أن مقدار القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى أحد الملفين عند تغير شدة التيار فى الملف الآخر بمعدل واحد أمبير فى الثانية = 0.5 فولت
3 معنى ذلك أن قيمة شدة التيار المستمر الذى يولد نفس كمية الحرارة ( أو نفس القدرة ) التى يولدها التيار المتردد فى نفس المقاومة وفى نفس الزمن = 2 A
4 معامل الحث الذاتى للملف 2 هنرى
5 عدد الدورات الكاملة التى يحدثها التيار في الثانية يساوى 50 دورة
6 معنى ذلك أن النسبة بين الطاقة الكهربية التى نحصل عليها من الملف الثانوى إلى الطاقة الكهربية المعطاة للملف الابتدائى = % 90
الاختيـــــــــار مـــــــــن متعـــــــــدد :
1 قاعدة اليد اليمنى لفلمنج 2 يتحرك مؤشر الجهاز عند تقريب المغناطيس بسرعة من الملف
3 إلى أسفل 4 فولت . ثانية / أمبير
5 أقل من 6 ثبات الفيض المغناطيسي داخل الملف الثانوي
7 جول / أمبير 8 الملف يقطع خطوط الفيض المغناطيسي
9 لتولد تيار مستحث اتجاهه عكس اتجاه التيار عند إدخال المغناطيس 10 قوة المغناطيس - سرعة حركة المغناطيس - عدد لفات الملف
11 طردي 12 تولد تيار عكسي
13 emf طردية كبيرة 14 تزداد
15 انعدام الحث الذاتي 16 أفران الحث
17 الحث الذاتى 18 المغناطيسية
19 أكبر من 20 زيادة عدد لفات الملف
21 فلمنج لليد اليمنى 22 موازياً لها
23 صفر 24 تزيد للضعف
25 تزيد إلى أربع أمثال 26 تقل إلى النصف
27 صفر 28 صفر
29 1.414 30 0.707
31 cos 45 32 45
33 3t 34 63.6
35 < 36 الفقد فى الطاقة 20%
37 تأثير الحث الذاتي للملف الابتدائي 38 ( جـ )
39 فرق الجهد بين طرفي الملف الثانوي أكبر من فرق الجهد بين طرفي الملف الابتدائي 40 يمر تيار فى ملفه الثانوي أكبر من ذلك الذى يمر فى ملفه الابتدائي .
41 ، المستحث فقط 42 القصور الذاتى
43 عدة ملفات بين مستوياتها زوايا متساوية 44 المحرك الكهربي
عـــــــــــلل لمـــــــــــا يـــــــــــــــــأتي :
1 لأن الفيض المغناطيسى يؤثر على الإلكترونات الحرة لذرات السلك المتحرك فتندفع من أحد طرفى السلك ( يصبح موجب الجهد ) إلى الطرف الآخر ( يصبح سالب الجهد ) وينشأ بين طرفى السلك فرق جهد وتتولد emf مستحثة
2 لأن معامل نفاذية الحديد المطاوع أكبر من معامل نفاذية الهواء
3 لأنه عند انعدام التيار تتولد قوة دافعة مستحثة طردية تقاوم انهيار التيار الأصلى ، وهى تكون صغيرة فى السلك ، وكبيرة فى الملف ، واكبر منها فى الملف الملفوف حول قلب من الحديد ( لأنه يعمل على زيادة تركيز خطوط الفيض المغناطيسى التى تقطع الملف )
4 بسبب تولد قوة دافعة مستحثة عكسية فى لحظة إمرار التيار فتقاوم سرعة نموه ووصوله لنهايته العظمى ، وتولد قوة دافعة مستحثة طردية فى لحظة قطع التيار فتقاوم انهياره
5 لتلافى الحث الذاتى حتى يكون اتجاه التيار فى أحد فرعى الملف عكس اتجاهه فى الفرع الآخر فيتساوى المجالان المغناطيسيان ويتضادان ويعادل كل منهما الآخر .
6 لأنه عند فتح الدائرة يضمحل التيار فيتولد بين طرفى الملف بالحث الذاتى emf مستحثة طردية كبيرة فينشأ تيار مستحث طردى فى نفس اتجاه التيار الاصلى فيمر على شكل شرر بين طرفى المفتاح
7 لأنها ينتج عنها فقد في الطاقة الكهربية على شكل طاقة حرارية لذلك تستخدم في صناعة أفران الحث
8 لأن السلك قد يكون يكون موازى لخطوط الفيض فلا يقطعها .
9 لأن تضاعف التغير فى الفيض خلال نصف دورة يقابله تضاعف للزمن الحادث فيه فيكون معدل التغير فى الفيض كما فى الربع دورة
10 - لأن متوسط emf المستحثة خلال النصف الاول من الدورة يساوى ويعاكس متوسط emf خلال النصف الثانى من الدورة فتكون المحصلة تساوى صفر
11 لحدوث فقد فى الطاقة على شكل طاقة حرارية مفقودة فى الأسلاك أو فى صورة فيض مغناطيسى وتيارات دوامية أو فى صورة طاقة ميكانيكية لتحريك جزيئات القلب الحديدى
12 حتى تكون مقاومتها كبيرة فتقل شدة التيارات الدوامية ، معامل نفاذية الحدديد المطاوع كبير كما أنه لا يستهلك طاقة فى تحريك جزيئاته
13 لتقليل الفقد فى القدرة الكهربية ، وعند مناطق التوزيع يستخدم محول خافض حتى يقلل الجهد ويرفع التيار
14 لأن التيار المستمر يولد فيض مغناطيسى ثابت وبذلك لا يحدث تغير فى الفيض المغناطيسى الذى يقطع الملف الثانوى فلا تتولد فيه قوة دافعة كهربية مستحثة
15 لتولد قوة دافعة كهربية مستحثة عكسية بالحث الذاتى فى الملف الابتدائى فقط تكون مساوية فى المقدار ومضادة فى الاتجاه للقوة الدافعة للمصدر فينعدم تقريباً التيار فى الملف الابتدائى وتنعدم الطاقة المستهلكة
16 لتولد تيار عكسى فى ملف الموتور فعندما تميل سرعة الملف للزيادة تزداد شدة التيار العكسى فتقل شدة التيار المحرك للموتور وبالتالى تقل سرعته والعكس صحيح وعند سرعة معينة يثبت الفرق بين التيارين ( تيار البطارية والتيار العكسى ) تثبت سرعة دوران ملف الموتور .
17 بسبب القصور الذاتى
المســــــــــــــــــــــــــائل :
1- لفة من سلك مستطيل الشكل طوله 20 cm وعرضه 10 cm ومستواه عمودي على فيض كثافته 3 x 10-3 T احسب الفيض المغناطيسى الكلى الذى يخترق اللفة ثم احسب emf المستحثة المتولدة فى اللفة عندما يتلاشى الفيض فى 0.003 s ) 0.02 v ، 6 × 10-5 Wb (
2- ملف مربع الشكل طول ضلعه 10 cm وعدد لفاته500 لفة وضع عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.1 تسلا فإذا أخرج الملف من المجال فى زمن قدره 0.05 s احسب emf المتولدة . ( 10 v ) ( مصر 90 )
3- ملف عدد لفاته 100 لفة مساحة كل منها 20 cm2 موضوع عمودياً على مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.2 T فإذا عكس اتجاه الفيض خلال 0.2 s أوجد متوسط e.m.f المستحثة المتولدة . ( 0.4 v ) ( مصر 87 )
4- احسب مقدار emf المستحثة المتولدة بين طرفي ملف عدد لفاته 400 لفة مساحة كل لفة 50 cm2 يخترق فيض عمودي كثافته 0.2 T عندما :
1. يتلاشى الفيض المغناطيسى القاطع للملف خلال 0.01 s ( 40 V )
2. أدير الملف 180 فى الفيض المغناطيسى خلال s 0.01 ( 80 V )
3. أدير الملف 360 خلال 0.015 ثانية . (0 )
4. تقل كثافة الفيض المغناطيسى العمودي إلى 0.1 T خلال 0.001 s ( 200 V )
5. تزيد كثافة الفيض المغناطيسى العمودي إلى 0.4 T خلال s 0.001 ( 400 V )
5- ملف حلزوني طوله متر يحتوى على 500 لفة ومساحة مقطعه 10 cm 2 يمر به تيار شدته 2 أمبير ، أوجد :
1. كثافة الفيض المغناطيسى عند نقطة داخل الملف . (0.01256 T )
2. مقدار ق.د.ك المستحثة إذا انعدم التيار خلال 0.01s ( 0.625 v ) ( أزهر 2000 )
6- ملف حث لولبي طوله 8 cm وعدد لفاته 400 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 يمر فيه تيار كهربى شدته 2.1 A أوجد :
1. كثافة الفيض المغناطيسى عند نقطة تقع على محوره . ( T 1.32 × 10-2 )
2. القوة الدافعة المستحثة إذا أصبح الملف موازياً للمجال المغناطيسى خلال 0.01 s
( μ = 4π × 10-7 وبر/ أمبير. م ) ( 0.528 V ، Tesla 1.32 × 10-2 ) ( أزهر 98 )
7- ملف عدد لفاته 25 لفة ملفوف حول أنبوبة مجوفة مساحة مقطعها 1.8 cm 2 بحيث كانت مساحة كل لفة تساوى مساحة مقطع الأنبوبة تأثر الملف بمجال مغناطيسي منتظم عمودي على مستوى الملف فإذا زادت كثافة الفيض المغناطيسى من صفر إلى 0.55 T فى زمن قدره 0.75 s احسب :
1. مقدار القوة الدافعة المستحثة فى الملف . ( 0.0033 v )
2. شدة التيار المستحث فى الملف إذا كانت مقاومة الملف 3 Ω ( 0.0011 A ) ( مصر 2007 )
8- ملف دائري مساحة مقطعه 0.045 m2 عدد لفاته 150 لفة ومقاومته 0.9 Ω وضع الملف بحيث كان مستواه عمودياً على مجال منتظم كثافة فيضه 8 × 10-5 Tesla أوجد كمية الشحنة الكهربية التى تسرى فى الملف عند إبعاد الملف عن المجال خلال 0.3 ثانية .
( 6× 10-4 C ) ( أزهر 2004 )
9- إذا كان معامل الحث المتبادل بين ملفين هو 0.1 H وكانت شدة التيار المار فى أحد الملفين 4 A فإذا هبطت شدة التيار فى ذلك الملف إلى الصفر فى 0.01 s احسب القوة الدافعة الكهربية المتولدة فى الملف الثانى . ( 40 v )
10- ملفان متقابلان عندما تتغير شدة التيار فى أحدهما من 4 A إلى الصفر فى 0.01 s تتولد emf مستحثة مقدارها 40 v بين طرفي الملف الثانى احسب الحث المتبادل بين الملفين .
( 0.1 H ) ( مصر 2003 )
11- مر تيار شدته 2 A فى الملف الابتدائي لملف رومكورف وبتأثير المكثف ثابت السعة أصبح زمن اضمحلال التيار فيه 2 ms احسب فرق الجهد المتولد بين طرفي الملف الثانوي علماً بأن معامل الحث المتبادل بين الملفين 0.8 H (800 V ) ( أزهر 93 )
12- ملف رومكورف عدد لفات ملفه الابتدائي 200 لفة يمر به تيار كهربى شدته 4 A وقلب الملف مصنوع من الحديد طوله 10 cm وقطره 3.5 cm ومعامل نفاذيته 0.002 W/A.m فإذا انقطع التيار فى الملف الابتدائي فى زمن 0.01 s احسب :
1. emf المتولدة فى الملف الثانوي إذا كان عدد لفاته 105 لفة . ( ( 1.5 × 105 V
2. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 385 H (
13- ملفان متجاوران X، Y عدد لفاتهما 700 لفة ، 2000 لفة على الترتيب فإذا مر تيار شدته 7A فى الملف X ينتج فيض 9×10-4 Wb فى الملف X وفيض 2.5×10-4 Wb فى الملف Y احسب :
1. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 0.07 H (
2. متوسط emf فى الملف Y عندما ينعدم التيار فى الملف X خلال 0.3 s ( 1.63 V (
14- احسب معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة دافعة كهربية مستحثة مقدارها 10 v إذا تغيرت شدة التيار المار فيه بمعدل 40 A/s
( 0.25 H )
15- ملف عدد لفاته 200 لفة مر به تيار 4 A نتج عنه فيض 10 -4 Wb احسب :
1. متوسط emf المستحثة بين طرفيه إذا انعدم التيار خلال 0.01 s (12 V )
2. معامل الحث الذاتي للملف .0.005 H ) ) ( مصر 2001 )
16- مر تيار كهربى شدته 5 A فى ملف عدد لفاته 500 لفة فنشأ عنه فيض مغناطيسي قدره 10-4 Wb فإذا انعدم التيار فى 0.5 s احسب :
1. القوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة فى الملف . ( 0.1 V )
2. معامل الحث الذاتي للملف . ( 0.01 H ) ( مصر 2000 ، 2007 )
17- ملف مقاومته 12 Ω وصل طرفاه ببطارية قوتها الدافعة 36 V ومقاومتها الداخلية مهملة فإذا كان الحث الذاتي للملف 0.25 H احسب :
1. القوة الدافعة التأثيرية الذاتية المتولدة بالملف عندما يكون معدل نمو التيار فيه .
48 A/s ( 12 v )
2. شدة التيار المار فى الملف عندئذ . ( 3 A ) ( أزهر 2007 )
18- ملف حلزوني مقاومته 10 Ω معامل الحث الذاتي له 0. 3 H يتصل طرفاه بقطبي بطارية قوتها الدافعة 12 V احسب شدة التيار المار فى الملف فى اللحظة التى ينمو فيها التيار بمعدل 10 As مع إهمال المقاومة الداخلية للبطارية .
( 0.9 A ) ( أزهر 2010 )
19- ملف حثه الذاتي 0.03 هنري مكون من 100 لفة يمر به تيار كهربى يولد فيض مغناطيسي مقداره6 × 10-4 وبر فإذا انعدم التيار المار فى الملف فى 0.02 s احسب :
1. متوسط القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى الملف . (3 v )
2. شدة التيار الذى كان يمر فى الملف . ( 2 A ) ( أزهر 2008 )
20- ملف حلزوني ملفوف حول قلب من الحديد نفاذيته المغناطيسية 0.003 وبر/ أمبير . م وعدد لفاته 100 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 وطوله 40 cm يمر به تيار شدته 4 A احسب معامل الحث الذاتي للملف عندما يقطع التيار فى 0.01 s
( 0.075 H ) ( أزهر 2002 ، 2004 )
21- ملف حلزوني طوله 60 cm يتكون من 100 لفة ومساحة مقطعه 40 cm2 ومقاومته Ω 4 ملفوف حول قلب نفاذيته المغناطيسية 0.003 وبر / أمبير . متر يتصل بقطبي بطارية قوتها الدافعة 6 V ومقاومتها الداخلية مهملة وعند فتح الدائرة انعدم التيار فى 0.2 s احسب معامل الحث الذاتي للملف .
( 0.4 H ) ( أزهر 2011 )
22- ملف حلزوني طوله 2π cm , وعدد لفاته 500 لفة ومساحة مقطعه 10 cm2 يمر به تيار شدته 4 A احسب معامل الحث الذاتي للملف الحلزوني إذا تلاشى التيار فيه فى 0.01s
( μ = 4π × 10-7 وبر/ أمبير. م ) 5 × 10-4 H ) ( أزهر 2013 )
23- ملفان متجاوران B , A عدد لفاتهما 2000 , 500 لفة على الترتيب فإذا تغير التيار فى الملف A بمقدار 10 A تغير الفيض المغناطيسى فى الملف A بمقدار 2 x 10-3 Wb وتغير الفيض المغناطيسى فى الملف B بمقدار 10-4 وبر أوجد :
1. معامل الحث الذاتي للملف A ( 0.1 H )
2. معامل الحث المتبادل بين الملفين . ( 0.02 H )
3. جـ- متوسط emf الناشئة فى كل من الملفين B , A إذا انقطع تيار مقداره 15 A يمر فى الملف A فى زمن قدره 0.3 s ( 1 v ، 5 v )
24- ملفان متجاوران B , A عدد لفاتهما 1000 , 400 لفة على الترتيب فإذا مر تيار شدته 5 A فى الملف A ينتج عنه فيض 8 x 10-3 Wb فى الملف A وفيض 3 x 10-3 Wb فى الملف B H أوجد :
1. أ- معامل الحث الذاتي للملف A ( 0.064 H )
2. جـ- متوسط القوة الدافعة المستحثة فى الملف B عندما ينعدم التيار فى الملف A فى زمن 0.1 s
( 3 V ) ( أزهر 2009 )
25- إذا كانت كثافة الفيض المغناطيسى لمغناطيس 0.7 T وتحرك سلك طوله 0.4 m بحيث يقطع عمودياً هذا الفيض المغناطيسي فتولدت بين طرفي السلك emf مستحثة تساوى 1 V احسب سرعة حركة هذه السلك . ( 3.57 m/s )
26- هوائي سيارة طوله متر تتحرك السيارة بسرعة 80 km/hr فى اتجاه متعامد على المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض فتولدت قوة دافعة كهربية 4 × 10-4 V بين طرفي الهوائي احسب المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض . ( tesla 18 × 10-6 )
27- سلك معدني طوله 1m ومساحة مقطعه 2.5 cm2 والمقاومة النوعية لمادته .mΩ 10-4 × 5 مثبت رأسياً فى جسم سيارة تتحرك بسرعة 90 km/hr فتولد فى السلك تيار مستحث شدته 25 mA احسب قيمة المركبة الأفقية للمجال المغناطيسى للأرض .
( tesla 2 × 10-3 ) ( أزهر 2011 )
28- ملف دينامو يتكون من 800 لفة مساحة مقطعه 0.25 cm2 يدور بمعدل 600 دورة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.001 T احسب القوة الدافعة المستحثة عندما يصنع العمودي على الملف زاوية 30°مع الفيض المغناطيسى .
( 6.286 V )
29- ملف مستطيل أبعاده 0.2 m × 0.4 m وعدد لفاته 100 لفة يدور بسرعة ثابتة قدرها 500 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.1 T ومحور الدوران فى مستوى الملف عمودي على المجال احسب القوة الدافعة الكهربية المستحثة العظمى المتولدة فى الملف .
( 41.9 V )
30- ملف مساحة مقطعه 100 cm2 يتكون من 70 لفة يدور فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.3 T بتردد ثابت 50 Hz احسب قيم emf أثناء دورانه عندما يمر بالأوضاع التالية :
1. مستوى الملف عمودي على الفيض المغناطيسى . ( صفر )
2. ب- مستوى الملف يميل بزاوية 60° على اتجاه الفيض المغناطيسى . ( 33 V )
3. جـ- مستوى الملف مواز لاتجاه الفيض المغناطيسى . ( 66 V ) ( أزهر 2012 )
31- ملف أبعاده 20cm ،30 cm مكون من 100 لفة يدور حول محور مواز لطوله بمعدل 1500 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.07 Tesla اوجد قيم القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى الملف أثناء دورانه عندما يمر بالأوضاع التالية :
1. مستوى الملف عمودي على المجال . ( صفر )
2. مستوى الملف يميل بزاوية 30° على اتجاه المجال . ( 33 V )
3. مستوى الملف مواز لاتجاه المجال . ( 66 V ) ( مصر 99 )
32- ملف مستطيل لدينامو تيار متردد طوله 30 cm وعرضه 0.25 m ومكون من 500 لفة يدور فى مجال مغناطيسي بسرعة 3000 دورة فى الدقيقة فإذا كانت كثافة الفيض المغناطيسى 0.07 T أوجد قيم القوة الدافعة المستحثة فى الحالات الآتية :
1. إذا كان مستوى الملف عموديا على المجال . ( صفر )
2. إذا كان مستوى الملف موازيا للمجال . ( 824.668 V )
3. إذا كان مستوى الملف يميل بزاوية 60° على اتجاه المجال . ( 412.334 V )
33- إذا كانت القوة الدافعة المستحثة العظمى فى ملف دينامو هي 200 V فكم تكون القيم اللحظية لها عندما :
1. يصل الملف إلى 1/12 من الدورة من اللحظة التى تكون فيها القوة الدافعة = صفر ( 100 V )
2. يكون مستوى الملف موازياً للمجال . ( 200 V )
3. تكون الزاوية بين العمودي على مستوى الملف وخطوط الفيض 30° ( 100 V )
4. يميل مستوى الملف على المجال بزاوية 60° ( 100 V )
5. يكون مستوى الملف عمودياً على المجال . ( 0 )
34- دينامو تيار متردد يتكون ملفه من 350 لفة ومساحته 200 cm2 دار الملف بسرعة منتظمة قدرها 50 دورة فى الثانية فى مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.5 tesla احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المتولدة فى ملف الدينامو ( 22/7 = π ) ( 1100 V )
2. القوة الدافعة اللحظية بعد مرور زمن قدره 1/600 s من الوضع الذى يكون فيه مستوى الملف عمودياً على خطوط المجال المغناطيسى . ( 550 V ) ( مصر 2005 )
35- ملف دينامو مساحة وجهه 4 ×10-2 m2 مكون من 70 لفة يدور بسرعة 3600 دورة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.5 tesla بدأ الحركة عندما كان مستواه عمودي على اتجاه المجال احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المتولدة . ( 528 V )
2. القوة الدافعة المتولدة بعد مضى زمن1/720 ثانية من بدء الحركة . ( 264 V ) ( مصر 10 )
36- إذا كان لديك مولد كهربى عدد لفاته 100 لفة ومساحة مقطعه 0.025 m2 يدور 700 دروة كل دقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.3 Tesla احسب القوة الدافعة المستحثة عندما :
1. يكون مستوى الملف عمودي على اتجاه خطوط الفيض المغناطيسى ( صفر )
2. تكون الزاوية بين العمودي على مستوى الملف وخطوط الفيض 30° ثم احسب القيمة الفعالة للقوة الدافعة المستحثة ( 22/7 = π ) ( 55 V ، 38.885 V ) ( ثان 2006 )
37- دينامو يتكون ملفه من 100 لفة وأبعاده 15 cm × 20 cm وكثافة الفيض المستخدم فيه 0.2 T يدور بانتظام دورة كاملة فى 0.02 s احسب :
1. النهاية العظمى للقوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة . ( 188.5 V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة الكهربية المستحثة المتولدة ( π = 3.14 )
( 133.3 V ) ( مصر 96 )
38- ملف دينامو يدور 2400 دورة فى الدقيقة فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.05 Tesla فإذا كان عدد لفات الملف 100 لفة ومساحة كل منها 25 cm2 احسب :
1. أقصى قيمة لـ emf التأثيرية المتولدة بين طرفي الملف والقيمة الفعالة لها . ( 1.57 V ، 2.22 V )
2. القيمة اللحظية للقوة الدافعة التأثيرية المتولدة عند دوران الملف 1/12 دورة ابتداءاً من الوضع العمودي على المجال . ( 3.14 V ) ( أزهر 86 )
39- إذا كانت شدة التيار الكهربى الفعالة فى دائرة كهربية Ieff تساوى 2.828 A احسب قيمة كل من :
1. النهاية العظمى لشدة التيار Imax ( 4 A )
2. شدة التيار الكهربى المستحث اللحظي عندما تكون الزاوية المحصورة بين اتجاه سرعة الملف واتجاه كثافة الفيض المغناطيسى تساوى 30° ( 2 A ) ( مصر 2006 )
40- إذا كانت شدة التيار الفعالة فى دائرة تيار متردد 10 A احسب شدة التيار اللحظية فى الحالات الآتية :
1. بعد أن يتم الملف ¼ دورة من وضع الصفر . ( 14.14 A )
2. بعد أن يتم الملف 1/8 دورة من وضع الصفر ( 10 A ) ( أزهر 2009 )
41- مصدر تيار متردد emf العظمى له 200 V وصلت به مقاومة مقدارها 50 Ω احسب :
1. القيمة العظمى لشدة التيار . ( 4 A )
2. شدة التيار الفعال . (2.828 A )
42- دينامو تيار متردد مكون من 200 لفة مساحة مقطع كل منها 2 ×10-2 m2 يدور داخل مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.1 T ليعطى قوة دافعة كهربية قيمتها الفعالة 88.8 V احسب كل من :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربية . ( 125.6 V )
2. السرعة الزاوية . (3.14 rads )
3. تردد التيار ( علماً بأن 3.14= ) ( 50 Hz ) ( سودان 2014 )
43- ملف مكون من 100 لفة ومساحة مقطعه 0.07 m2 يدور حول محوره فى مجال مغناطيسي كثافة فيضه 0.1 T بسرعة 600 دورة فى الدقيقة احسب :
1. القيمة الفعالة للقوة الدافعة المتولدة بين طرفيه . ( 31.108 V )
2. الزمن الذى يستغرقه الملف اعتباراً من وضع الصفر حتى تصبح القوة الدافعة 22 V
( 0.083 s )( أزهر 2010 ثان )
44- إذا كانت القوة الدافعة التأثيرية المترددة الناتجة عن دوران ملف فى مجال مغناطيسي تعطى بالعلاقة : e.m.f = 180 Sin 18000 t احسب :
1. القيمة الفعالة للقوة الدافعة التأثيرية . ( 127.56 V )
2. التردد . ( 50 Hz )
3. قيمة القوة الدافعة التأثيرية بعد 5 مللي ثانية من الوضع الذى يكون فيه مستوى الملف عمودياً على المجال المغناطيسى . ( 180 V )
45- إذا كانت القوة الدافعة المستحثة المترددة تعطى بالعلاقة : e.m.f = 100 Sin 9000t أوجد :
1. قيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربية . ( 100V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة الكهربية . ( 70.7 V )
3. السرعة الزاوية . ( 9000 Rad /sec )
4. تردد التيار . ( 25 Hz )
46- إذا كانت القوة الدافعة المترددة تعطى من العلاقة : e.m.f = 200 sin 18000t احسب :
1. القيمة العظمى للقوة الدافعة المستحثة . ( 200 V )
2. القيمة الفعالة للقوة الدافعة المستحثة . ( 141.4 V )
3. السرعة الزاوية . ( 18000 Rad /sec ) (مصر 2012 ثان )
4. الزمن الدوري . ( 0.02 ثانية )
5. قيمة القوة الدافعة المستحثة بعد 5 مللي ثانية من وضع الصفر . ( 200 V )
6. الطاقة المستنفذة فى مقاومة 20 Ω خلال دورة واحدة فقط للتيار المتردد . ( 19.994 J )
47- دينامو تيار متردد طول ملفه 40cm وعرضه 30cm وعدد لفاته 300 لفة يولد تيار تردده 50/11 Hz وفرق جهده الفعال 200 V احسب :
1. القيمة العظمى لفرق الجهد بين طرفيه . ( 400 V )
2. كثافة الفيض المغناطيسى المؤثر على الملف . ( 0.3888 Tesla)
3. القيمة العظمى لفرق الجهد وشدة التيار عندما يدور الملف حول محور مواز لطوله بسرعة خطية 3 m/s ومقاومة الملف 20 Ω
( 14 A ، 280 V ) ( ثان 2008 ، أزهر 2002 ، 2011 )
48- جرس كهربى مركب على محول مثالي يعطى 8 V إذا كانت القوة الدافعة الكهربية فى المنزل 220 V وعدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة فما عدد لفات الملف الثانوي ، ثم اوجد شدة التيار فى الملف الثانوي إذا كانت شدة التيار فى الملف الابتدائي 0.1 A
(40 لفة ، 2.75 A )
49- محول كهربى خافض للجهد عدد لفات ملفه الابتدائي 5000 لفة وعدد لفات ملفه الثانوي 250 لفة فإذا كان جهد ملفه الابتدائي 240 V احسب :
1. القوة الدافعة الكهربية المستحثة بين طرفي ملفه الثانوي . ( 12 V )
2. إذا تولدت قوة دافعة كهربية عكسية مقدارها 4 V فى الملف الثانوي نتيجة تغير شدة التيار فى الملف الابتدائي بمعدل 5 A/s فاحسب الحث المتبادل بين الملفين .
( 0.8 H ) ( ثان 2001 )
50- محول كهربى يعمل على فرق جهد 220 V له ملفان ثانويان أحدهما موصل بمروحة كهربية صغيرة تعمل على ( 6 V ، 0.4 A ) ولآخر موصل بمسجل يعمل على ( 12 V ، 0.35 A ) فإذا كانت عدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة احسب :
1. - عدد لفات كل من الملفين الثانويين .
( فى حالة المروحة 30 لفة ، فى حالة المسجل 60 لفة )
2. شدة التيار فى الملف الابتدائي والذي يعمل على تشغيل كل من المروحة والمسجل معاً .
( 0.03 A ) ( مصر 2008، أزهر 2002 )
51- محول كهربى خافض كفاءته % 100 يراد استخدامه لتشغيل مصباح كهربى قدرته 24 Watt ويعمل بفرق جهد 12 v باستخدام مصدر قوته الدافعة 240 V فإذا كان عدد لفات الملف الثانوي 480 لفة احسب :
1. شدة التيار فى الملف الثانوي ، والملف الابتدائي . ( 2 A ، 0.1 A )
2. عدد لفات الملف الابتدائي . (9600 لفة ) ( مصر 80 )
52- محول كهربى خافض للجهد كفاءته % 100 عدد لفات ملفه الثانوي 600 لفة استخدم لتشغيل جهاز قدرته 48 watt وفرق جهده 24 V وذلك باستخدام مصدر قوته الدافعة الكهربية 200 V احسب :
1. عدد لفات الملف الابتدائي . ( 5000 لفة )
2. شدة التيار المار فى الملف الثانوي . ( 2 A )
3. شدة التيار فى الملف الابتدائي . ( 0.24 A ) ( ثان 2000 ، مصر 2011 )
53- محول خافض للجهد استخدم لتشغيل مصباح كهربى قدرته 24 Watt ويعمل على فرق جهد 30 V باستخدام منبع كهربى قوته الدافعة 240 V فإذا كان عدد لفات ملفه الابتدائي 480 لفة احسب :
1. شدة التيار المار فى الملفين الابتدائي والثانوي . (0.8 A ، 0.1 A )
2. عدد لفات الملف الثانوي . ( 60 لفة ) ( مصر 2000 )
54- محول خافض للجهد يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 2500 V يعطى ملفه الثانوي تيار شدته 80 A والنسبة بين عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي 1 : 20 وبفرض أن كفاءة المحول % 80 احسب القوة الدافعة الكهربية بين طرفي الملف الثانوي وشدة التيار المار فى الملف الابتدائي . ( 4 A ، 100 V )
55- محول كهربى خافض للجهد يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 240 V فإذا كان عدد لفات ملفه الابتدائي 5000 لفة وعدد لفات ملفه الثانوي 250 لفة وكانت كفاءة المحول % 75 احسب مقدار القوة الدافعة الكهربية المتولدة فى الملف الثانوي .
(9 V ) ( مصر 2003 ، سودان 2011 )
56- محول خافض كفاءته % 90 جهد ملفه الابتدائي 200 V وجهد ملفه الثانوي 9 V فإذا كانت شدة التيار المار فى الملف الابتدائي 0.5 A وعدد لفات الملف الثانوي 90 لفة احسب شدة التيار المار فى الملف الثانوي وما عدد لفات الملف الابتدائي .
( 1800 لفة ، 10 A )
57- محول كهربى كفاءته % 90 يعطى 9 V إذا وصل بمصدر قوته الدافعة الكهربية 220 V فما عدد لفات الملف الثانوي إذا كان عدد لفات الملف الابتدائي 1100 لفة ، وما ه شدة التيار المار فى الملف الثانوي إذا كانت شدة التيار المار فى الملف الابتدائي 0.2 A د
( 50 لفة ، 4.4 A ) ( أزهر 2001 )
58- محول خافض يعمل فى نهاية الخطوط الناقلة للتيار المتردد يخفض الجهد الكهربى من 3000 V إلى 120 V فإذا كانت القدرة الناتجة من المحول 15 K Watt وكفاءته % 80 وعدد لفات ملفه الابتدائي 4000 لفة احسب :
1. عدد لفات ملفه الثانوي . ( 200 لفة )
2. ب- شدة التيار فى كل من الملفين . ( 6.25 A ، 125 A ) ( مصر 96 )
59- محول خافض للجهد فى نهاية الخطوط الناقلة للتيار الكهربى يخفض الجهد من 2400 V إلى 240 V فإذا كانت القدرة الناتجة عن من المحول 12 k . watt وكفاءته % 80 وعدد لفات ملفه الابتدائي 1800 لفة احسب :
1. عدد لفات الملف الثانوي . ( 225 لفة )
2. شدة التيار المار فى ملفي المحول .
( Ip = 6.25 A ، Is = 50 A ) ( أزهر 2011 )
60- محول كهربى يحول 110 V إلى 35.2 V والنسبة بين عدد لفات ملفيه 2 : 5 احسب كفاءة المحول .
( % 80 ) ( أزهر 96 )
61- محول كهربى يحول 220 V إلى 17.6 V والنسبة بين عدد لفات ملفيه 1 :10 احسب كفاءة المحول .
( % 80 ) ( أزهر 93 )
62- محول كهربى كفاءته % 90 يحول 220 V إلى 11 V احسب عدد لفات الملف الابتدائي بالنسبة إلى عدد لفات ملفه الثانوي .
(( 1 : 18 ( أزهر 2010 )
63- محول خافض يعمل على مصدر قوته الدافعة الكهربية 2500 V يعطى ملفه الثانوي تيار شدته 80 A والنسبة بين عدد لفات الملف الابتدائي والثانوي 20 : 1 وبفرض أن كفاءة المحول % 80 احسب القوة الدافعة الكهربية بين طرفي الملف الثانوي وشدة التيار المار فى الملف الابتدائي .
(100 V ، 4 A ) ( أزهر 2015 )
64- محول كهربى رافع النسبة بين عدد لفات ملفيه الابتدائي والثانوي 2 :5 فإذا كانت شدة تيار ملفه الابتدائي 5 A فكم تكون شدة تيار ملفه الثانوي إذا كانت كفاءة المحول % 90
( 1.8 A ) ( أزهر 98 )
65- يراد نقل قدرة كهربية مقدارها 200 kW من محطة توليد إلى أحد المصانع خلال خط مقاومته 0.5 Ω فإذا كان فرق الجهد عند المحطة 1000 V احسب :
1. شدة التيار فى الخط . (200 A )
2. الهبوط فى الجهد . (100 V )
3. القدرة المفقودة على الخط . ( 2 × 104 W )
اكتـــــــــب المصطلـــــــــح العـــــــــلمي لمـــــــــا يـــــــــلي :
1 ظاهرة الحث الكهرومغناطيسى 2 قاعدة لنز
3 قانون فاراداى 4 الهنرى
5 الحث الذاتى 6 القوة الدافعة المستحثة
7 الهنرى 8 التيارات الدوامية
9 تردد التيار 10 كفاءة المحول
11 كفاءة المحول
مــــــا مــــــعنى قولنــــــا أن ...... ؟
1 معنى ذلك أن مقدار القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى نفس الملف عند تغير شدة التيار فيه بمعدل واحد أمبير فى الثانية = 0.3 فولت
2 معنى ذلك أن مقدار القوة الدافعة المستحثة المتولدة فى أحد الملفين عند تغير شدة التيار فى الملف الآخر بمعدل واحد أمبير فى الثانية = 0.5 فولت
3 معنى ذلك أن قيمة شدة التيار المستمر الذى يولد نفس كمية الحرارة ( أو نفس القدرة ) التى يولدها التيار المتردد فى نفس المقاومة وفى نفس الزمن = 2 A
4 معامل الحث الذاتى للملف 2 هنرى
5 عدد الدورات الكاملة التى يحدثها التيار في الثانية يساوى 50 دورة
6 معنى ذلك أن النسبة بين الطاقة الكهربية التى نحصل عليها من الملف الثانوى إلى الطاقة الكهربية المعطاة للملف الابتدائى = % 90
الاختيـــــــــار مـــــــــن متعـــــــــدد :
1 قاعدة اليد اليمنى لفلمنج 2 يتحرك مؤشر الجهاز عند تقريب المغناطيس بسرعة من الملف
3 إلى أسفل 4 فولت . ثانية / أمبير
5 أقل من 6 ثبات الفيض المغناطيسي داخل الملف الثانوي
7 جول / أمبير 8 الملف يقطع خطوط الفيض المغناطيسي
9 لتولد تيار مستحث اتجاهه عكس اتجاه التيار عند إدخال المغناطيس 10 قوة المغناطيس - سرعة حركة المغناطيس - عدد لفات الملف
11 طردي 12 تولد تيار عكسي
13 emf طردية كبيرة 14 تزداد
15 انعدام الحث الذاتي 16 أفران الحث
17 الحث الذاتى 18 المغناطيسية
19 أكبر من 20 زيادة عدد لفات الملف
21 فلمنج لليد اليمنى 22 موازياً لها
23 صفر 24 تزيد للضعف
25 تزيد إلى أربع أمثال 26 تقل إلى النصف
27 صفر 28 صفر
29 1.414 30 0.707
31 cos 45 32 45
33 3t 34 63.6
35 < 36 الفقد فى الطاقة 20%
37 تأثير الحث الذاتي للملف الابتدائي 38 ( جـ )
39 فرق الجهد بين طرفي الملف الثانوي أكبر من فرق الجهد بين طرفي الملف الابتدائي 40 يمر تيار فى ملفه الثانوي أكبر من ذلك الذى يمر فى ملفه الابتدائي .
41 ، المستحث فقط 42 القصور الذاتى
43 عدة ملفات بين مستوياتها زوايا متساوية 44 المحرك الكهربي
عـــــــــــلل لمـــــــــــا يـــــــــــــــــأتي :
1 لأن الفيض المغناطيسى يؤثر على الإلكترونات الحرة لذرات السلك المتحرك فتندفع من أحد طرفى السلك ( يصبح موجب الجهد ) إلى الطرف الآخر ( يصبح سالب الجهد ) وينشأ بين طرفى السلك فرق جهد وتتولد emf مستحثة
2 لأن معامل نفاذية الحديد المطاوع أكبر من معامل نفاذية الهواء
3 لأنه عند انعدام التيار تتولد قوة دافعة مستحثة طردية تقاوم انهيار التيار الأصلى ، وهى تكون صغيرة فى السلك ، وكبيرة فى الملف ، واكبر منها فى الملف الملفوف حول قلب من الحديد ( لأنه يعمل على زيادة تركيز خطوط الفيض المغناطيسى التى تقطع الملف )
4 بسبب تولد قوة دافعة مستحثة عكسية فى لحظة إمرار التيار فتقاوم سرعة نموه ووصوله لنهايته العظمى ، وتولد قوة دافعة مستحثة طردية فى لحظة قطع التيار فتقاوم انهياره
5 لتلافى الحث الذاتى حتى يكون اتجاه التيار فى أحد فرعى الملف عكس اتجاهه فى الفرع الآخر فيتساوى المجالان المغناطيسيان ويتضادان ويعادل كل منهما الآخر .
6 لأنه عند فتح الدائرة يضمحل التيار فيتولد بين طرفى الملف بالحث الذاتى emf مستحثة طردية كبيرة فينشأ تيار مستحث طردى فى نفس اتجاه التيار الاصلى فيمر على شكل شرر بين طرفى المفتاح
7 لأنها ينتج عنها فقد في الطاقة الكهربية على شكل طاقة حرارية لذلك تستخدم في صناعة أفران الحث
8 لأن السلك قد يكون يكون موازى لخطوط الفيض فلا يقطعها .
9 لأن تضاعف التغير فى الفيض خلال نصف دورة يقابله تضاعف للزمن الحادث فيه فيكون معدل التغير فى الفيض كما فى الربع دورة
10 - لأن متوسط emf المستحثة خلال النصف الاول من الدورة يساوى ويعاكس متوسط emf خلال النصف الثانى من الدورة فتكون المحصلة تساوى صفر
11 لحدوث فقد فى الطاقة على شكل طاقة حرارية مفقودة فى الأسلاك أو فى صورة فيض مغناطيسى وتيارات دوامية أو فى صورة طاقة ميكانيكية لتحريك جزيئات القلب الحديدى
12 حتى تكون مقاومتها كبيرة فتقل شدة التيارات الدوامية ، معامل نفاذية الحدديد المطاوع كبير كما أنه لا يستهلك طاقة فى تحريك جزيئاته
13 لتقليل الفقد فى القدرة الكهربية ، وعند مناطق التوزيع يستخدم محول خافض حتى يقلل الجهد ويرفع التيار
14 لأن التيار المستمر يولد فيض مغناطيسى ثابت وبذلك لا يحدث تغير فى الفيض المغناطيسى الذى يقطع الملف الثانوى فلا تتولد فيه قوة دافعة كهربية مستحثة
15 لتولد قوة دافعة كهربية مستحثة عكسية بالحث الذاتى فى الملف الابتدائى فقط تكون مساوية فى المقدار ومضادة فى الاتجاه للقوة الدافعة للمصدر فينعدم تقريباً التيار فى الملف الابتدائى وتنعدم الطاقة المستهلكة
16 لتولد تيار عكسى فى ملف الموتور فعندما تميل سرعة الملف للزيادة تزداد شدة التيار العكسى فتقل شدة التيار المحرك للموتور وبالتالى تقل سرعته والعكس صحيح وعند سرعة معينة يثبت الفرق بين التيارين ( تيار البطارية والتيار العكسى ) تثبت سرعة دوران ملف الموتور .
17 بسبب القصور الذاتى