الحث الكهرومغناطيسي: قانون فاراداي وقانون لينز – العلوم الفيزيائية — السنة الثالثة ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الحث الكهرومغناطيسي: قانون فاراداي وقانون لينز – العلوم الفيزيائية

الحث الكهرومغناطيسي ظاهرة توليد تيار كهربائي في ناقل نتيجة تغير المجال المغناطيسي. أساس تشغيل المولدات الكهربائية والمحولات.

1. مفهوم الحث الكهرومغناطيسي

عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلال دارة كهربائية، يتولد فيها قوة محركة كهربائية حثية (emf) تنتج تياراً حثياً. هذا ما اكتشفه العالم فاراداي.

2. قانون فاراداي

القوة المحركة الكهربائية الحثية emf تتناسب طرداً مع معدل تغير التدفق المغناطيسي (Φ) عبر الدارة:

emf = -N ΔΦ/Δt

حيث N عدد لفات الملف، Φ التدفق المغناطيسي (ويبر)، t الزمن (ثانية).

3. قانون لينز

التيار الحثي يسير في اتجاه يعاكس التغير في التدفق المغناطيسي الذي سببه. هذا ما تفسره إشارة السالب في قانون فاراداي.

4. تطبيقات الحث الكهرومغناطيسي

• المولد الكهربائي: يحول الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية
• المحول الكهربائي: يغير قيمة التوتر المتناوب
• المحرك الكهربائي: يحول الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية
• المواقد الحثية: تستخدم في الطبخ

5. تمارين تطبيقية

التمرين 1: ملف عدد لفاته 500، يتغير التدفق المغناطيسي عبره من 0.2 Wb إلى 0.5 Wb في 0.1 s. احسب القوة المحركة الحثية.

التمرين 2: اشرح كيف يعمل المولد الكهربائي البسيط.

6. الحلول

حل 1: emf = -500 × (0.5 – 0.2)/0.1 = -500 × 3 = -1500 V.

حل 2: يدور ملف في مجال مغناطيسي، فيتغير التدفق المغناطيسي عبره، مما يولد قوة محركة حثية تنتج تياراً متناوباً.

للمزيد من الدروس راجع التناسبية والدوال الخطية ودرس الدوال المرجعية: دالة المربع والمقلوب.