recent
أخبار ساخنة

أسس الهندسة الكهربية Principles of Electrical Engineering

عالم الهندسة
الصفحة الرئيسية

تصنيف المواد حسب موصليتها للكهرباء

تصنف المواد إلى ثلاث أنواع حسب موصليتها وهي كما يلي :

المواد الموصلة : 

وهي المواد التي تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها مثل النحاس, الألمنيوم وغيرها من المعادن الموصلة للكهرباء وتتراوح المواد في موصليتها حسب المقاومة النوعية لكل مادة

المواد العازلة : 

وهي المواد التي لا تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها, و ذلك بسبب تركيبها الداخلي والترابط القوي بين ذراتها مثل الخشب والمطاط والخزف وغيرها من المواد العازلة


مفهوم التيار والفولطية والمقاومة الكهربائية


التيار الكهربائي :

إذا تم توصيل سلك من النحاس مع مصدر للطاقة الكهربائية مثل البطارية, فيؤدي ذلك إلى حركة الالكترونات داخل السلك ومن ذلك نستنتج تعريف للتيار الكهربائي

التيار الكهربائي :

 هو كمية الشحنة المارة في موصل تحت تأثير قوة خارجية ناتجة من مصدر كهربائي كالبطارية ويكون اتجاه التيار معاكس لاتجاه الالكترونات ( اتجاه التيار من الموجب إلى السالب ) 


اسس الهندسة الكهربية

وتمثل المعادلة التالية طريقة حساب قيمة التيار الكهربائي

ت = ك ÷ ن
حيث أن :-
       ت : التيار ( أمبير )
       ك : الشحنة الكهربائية ( كولوم )
       ن : الزمن ( ثانية )

مثال :- 
احسب مقدار التيار الكهربائي إذا علم أن مقدار الشحنة الكهربائية المارة في موصل حلال 4 ثواني تساوي 8 كولوم
المعطيات :- 
المطلوب إيجاد التيار و المعروف قيمة الشحنة و الزمن حيث الشحنة ( ك ) تساوي 8 كولوم, و مقدار الزمن ( ن ) 4 ثواني
نطبق على قانون التيار       ت = ك ÷ ن       ت = 8 ÷ 4                   ت = 2 أمبير
أنواع التيار الكهربائي
1- التيار المستمر:هو التيار الذي تبقى قيمته و اتجاهه ثابت مع مرور الزمن و من مصادر التيار المستمر المركم الرصاصي ( البطارية ) المستخدم في السيارات

مقدار التيار الكهربي

التيار المتناوب :

هو التيار الذي تتغير قيمته واتجاهه مع تغير الزمن ومن التيار المتناوب التيار المتولد من محطة توليد الطاقة الكهربائية و التي يزود المنازل بالتيار الكهربائي

التيار المتناوب

أشكال موجات التيار المتناوب 

تيار متناوب شكل موجة سن منشار     

تيار متناوب شكل موجه مربعة 

تيار متناوب شكل موجة جيبي 

الفولطية ( فرق الجهد الكهربائي )

يحتاج سريان التيار الكهربائي لوجود قوة تؤثر على الالكترونات و يمكن أن تكون هذه القوة المؤثرة هي فرق الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية أو الفولطية و جميعها تسميات قد تتشابه في المعنى
ويمكن تعريفها
بأنها القوة التي تجبر الالكترونات ( الشحنات ) على التحرك في اتجاه معين عبر الموصل أي تسبب سريان التيار الكهربائي

ويعرف فرق الجهد:

بالشغل المبذول لتحريك شحنة كهربائية من نقطة اقل جهد إلى نقطة أعلى جهد ويمكن تحقيق ذلك طبقا للمعادلة التالية :

ف = ش ÷ ك
حيث أن :
ف : فرق الجهد الكهربائي ( بالفولط )
ش : الشغل المبذول ( بالجول )
ك  : مقدار الشحنة الكهربائية ( بالكولوم )
مثال:- 
احسب فرق الجهد بين نقطتين في نظام كهربائي إذا كان الشغل المبذول 60 جول لتحريك شحنة كهربائية مقدارها 20 كولوم.
المعطيات: ش = 60 جول                    ك = 20 كولوم
الحل:-
ف = ش ÷ ك                           ف = 60 ÷ 20                 ف = 3 فولط

المقاومة الكهربائية

تعرف المقاومة الكهربائية :

ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي فيها وهناك عدة عوامل تعتمد عليها المقاومة لأي موصل وهي :

  1. نوع المادة المصنوع منها الموصل
  2. طول الموصل
  3. مساحة مقطع الموصل
  4. درجة حرارة الموصل

ويمكن تمثيل تلك العوامل بالمعادلة التالية والتي من خلالها يمكن إيجاد قيمة المقاومة إذا علمت معطيات المعادلة

م = ( م ن × ل ) ÷ س  

حيث أن :

م    : مقاومة الموصل - بالاوم 
ل   : طول الموصل - بالمتر ( م )
س :- مساحة مقطع الموصل ( م2)
م ن :- المقاومة النوعية للموصل                          

مثال:- 

احسب مقاومة سلك من النحاس طوله 300 متر و مساحة مقطعه 10 × 610 م2 , و إذا علم أن المقاومة النوعية للنحاس 1.78 × 810. م

الحل :
       م = ( م ن  × ل ) ÷ س               م = (1.78 × 810  × 300) ÷ 10 × 610 م2
       م = 0.534 اوم

تطبيقات على قانون اوم

نص قانون اوم ( إذا مر تيار كهربائي في موصل فان قيمة هذا التيار تتناسب طرديا مع فرق الجهد المطبق بين طرفي هذا الموصل و عكسيا مع مقاومته ) وسمي قانون اوم نسبة إلى العالم جورج اوم

يمكن تمثيل قانون اوم بالمعادلة التالية :

ت = ف  ÷  م

حيث أن :

ت : التيار بالأمبير
ف : فرق الجهد بالفولط
م   : المقاومة بالاوم

مثال:-

وصلت مقاومة سلك من الحديد قيمتها 10 اوم مع مصدر كهربائي فولطيته 100 فولط فما قيمة التيار المار في المقاومة

الحل:

حسب قانون اوم فان  ت = ف ÷ م  

 ت = 100 ÷ 10                       ت = 10 امبير

عناصر الدائرة الكهربائية ( مقاومة - مواسع - ملف )

المقاومات :
المقاومة الكهربائية :

هي ممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي من خلالها وتستخدم المقاومة كعنصر كهربائي يستخدم في الدوائر الكهربائي لأغراض عديدة


أنواع المقاومات المستخدمة في الدوائر الكهربائية

المقاومة الثابتة: 

هي مقاومة لها قيمة ثابتة لا تتغيروتكون قيمة المقاومة مكتوبة على المقاومة أما بنظام الألوان أو نظام الأرقام و من أنواع المقاومات الثابتة المقاومات الكربونية المقاومات السلكية, المقاومات ذات الطبقات المعدنية



المقاومة المتغيرة : هي المقاومة التي يمكن تغيير قيمتها ضمن مدى معين


طرق توصيل المقاومات في الدوائر الكهربائية :


1- توصيل توالي

 2- توصيل توازي
3- توصيل مركب

المواسعات:-

المواسع عنصر كهربائي يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية في أثناء عملية الشحن ويعطيها أثناء عملية التفريغ .

يتكون المواسع من لوحين مصنوعين من مادة معدنية بينهما مادة عازلة .

و تحدد أنواع المواسعات حسب سعتها و التي تقاس بالفاراد .

 

أنواع المواسعات :

المواسعات الثابتة

وقيمته ثابتة حسب الشركة الصانعة ومن أنواع المواسعات الثابتة المواسعات الورقية مواسعات السيراميك


المواسعات متغيرة القيمة يمكن الحصول منها على سعات مختلفة 



الملفات

الملف عنصر كهربائي له خاصية تخزين الطاقة في مجال مغناطيسي

 أنواع الملفات :

  • ملف متغير


  • ملف ذو قلب حديدي 





  • ملف ذو قلب هوائي







ويمكن تلخيص خاصية عمل الملف طبقا لنص قانون فارادي الأول اذا مر تيار كهربائي في موصل على شكل ملف يتولد بين طرفيه مجال مغناطيسي يخرج من احد أطرافه و يسمى قطب شمالي و يدخل في الطرف الأخر ويسمى قطب جنوبي    


نتمني ان ينال اعجابكم 👍



google-playkhamsatmostaqltradent