مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
التحولات الطاقوية — المكثفة والمحولة — السنة الثانية ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — العلوم الفيزيائية — المنهاج الجزائري
تعتبر التحولات الطاقوية من المفاهيم الأساسية في الفيزياء، حيث تتحول الطاقة من شكل إلى آخر في مختلف الأنظمة. هذا الدرس موجه لتلاميذ السنة الثانية ثانوي شعبة علوم تجريبية.
أولاً: مفهوم الطاقة وأشكالها
الطاقة هي القدرة على إحداث تغيير أو إنجاز عمل. أشكال الطاقة الرئيسية:
- الطاقة الحركية (Ec)
- الطاقة الكامنة الثقالية (Epp)
- الطاقة الكامنة المرونية (Epe)
- الطاقة الحرارية (Q)
- الطاقة الكهربائية (Ee)
- الطاقة الكيميائية
- الطاقة النووية
ثانياً: المكثفة الكهربائية (Condensateur)
المكثفة هي عنصر كهربائي يخزن الطاقة الكهربائية على شكل مجال كهربائي. تتكون من صفيحتين معدنيتين بينهما عازل.
سعة المكثفة C تُقاس بالفاراد (F). الطاقة المخزنة في مكثفة مشحونة: Ec = ½ × C × U²
علاقة الشحنة والتوتر: q = C × U حيث q الشحنة بالكولوم (C)، U التوتر بالفولط (V).
ثالثاً: المحولة الكهربائية (Transformateur)
المحولة الكهربائية جهاز يستخدم لتحويل التوتر الكهربائي (رفع أو خفض) في دوائر التيار المتردد. تتكون من:
- وشيعة ابتدائية (N₁ لفة)
- وشيعة ثانوية (N₂ لفة)
- نواة حديدية
علاقة التحويل: U₂/U₁ = N₂/N₁ = I₁/I₂ (في المحولة المثالية)
إذا N₂ > N₁: محولة رافعة للتوتر، إذا N₂ < N₁: محولة خافضة للتوتر.
رابعاً: التحولات الطاقوية في دارة كهربائية
في دارة كهربائية بسيطة:
- المولد: يحول الطاقة الكيميائية (أو الميكانيكية) إلى طاقة كهربائية.
- المقاومة (الناقل الأومي): تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية (تأثير جول).
- المحرك: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
قدرة التحويل: P = U × I (بالواط W). الطاقة: E = P × t (بالجول J).
خامساً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2021): محولة مثالية تحتوي الوشيعة الابتدائية على 200 لفة والثانوية على 4000 لفة. التوتر الابتدائي U₁ = 220V.
1. أحسب التوتر الثانوي U₂.
2. إذا كانت شدة التيار الثانوي I₂ = 0.5A، أحسب شدة التيار الابتدائي I₁.
3. أحسب القدرة المحولة.
الحل:
1. U₂/U₁ = N₂/N₁ ⇒ U₂ = U₁ × N₂/N₁ = 220 × 4000/200 = 220 × 20 = 4400V
2. I₁/I₂ = N₂/N₁ ⇒ I₁ = I₂ × N₂/N₁ = 0.5 × 20 = 10A
3. P = U₁ × I₁ = 220 × 10 = 2200W
أو P = U₂ × I₂ = 4400 × 0.5 = 2200W ✓
خلاصة
فهم التحولات الطاقوية ضروري لدراسة الأنظمة الكهربائية والميكانيكية. المحولات الكهربائية أساسية في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية، والمكثفات تستخدم في العديد من الدوائر الإلكترونية.
دروس مشابهة
- الموائع — الضغط في السوائل — العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة متوسط
- ميكانيكا السوائل — مبدأ برنولي وتطبيقاته — العلوم الفيزيائية — السنة الأولى متوس
- السرعة المتوسطة والسرعة اللحظية — دراسة حركة الأجسام — العلوم الفيزيائية — السنة
