Transcript الباب السابع (الكهرباء التيارية)

‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫بسم هللا الرحمن الرحيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )7-1‬التيار الكهربائي والدوائر الكهربائية‬
‫(‪ )7-2‬استخدام الطاقة الكهربائية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫بتوصيل سلك وبطارية ومصباح سيضاء المصباح‬
‫وهذا يعني أن التيار الكهربائي يتدفق في الدائرة‬
‫والشروط الواجب توافرها إلضاءة المصباح ‪:‬‬
‫(‪ )1‬وجود تيار متدفق (البطارية)‬
‫(‪ )2‬دائرة مغلقة (أسالك التوصيل)‬
‫(‪ )3‬أجهزة كهربائية (المصباح)‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫هي الوسيلة األمثل لنقل كميات‬
‫كبيرة من الطاقة مسافات كبيرة‬
‫دون ضياع كمية كبيرة منها‬
‫وتتم عملية النقل هذه عادة عند فروق جهد‬
‫كبيرة عبر أسالك نقل القدرة‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫التيار الكهربائي ‪:‬‬
‫هو تدفق الجسيمات المشحونة‬
‫التيار االصطالحي ‪:‬‬
‫هو تدفق الشحنات الموجبة‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫التيار االصطالحي‬
‫(‪+ + + + + + + )+‬‬
‫ف‬
‫خ‬
‫التيار الفعلي‬
‫‪--------‬‬
‫(‪)-‬‬
‫التيار االصطالحي هو االتجاه‬
‫المعتمد في الدوائر الكهربائية‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫المضخة (مصدر الجهد) تعمل على زيادة طاقة الوضع‬
‫الكهربائي للشحنات‬
‫وتحتاج إلى مصدر طاقة خارجة حتى تعمل ‪ .‬مثل ‪:‬‬
‫(‪ )1‬الخلية الفولتية أو الخلية الجافة (البطارية الجافة) ‪:‬‬
‫تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية‬
‫(‪ )2‬الخلية الفولتية الضوئية (الخلية الشمسية) ‪:‬‬
‫تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية‬
‫(‪ )3‬مولد كهربائي (بوساطة دوالب) ‪:‬‬
‫تحويل الطاقة الحركية للمياة إلى طاقة كهربائية‬
‫بوساطة المولد‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫هي أي حلقة مغلقة أو‬
‫مسار موصل يسمح بتدفق‬
‫الشحنات الكهربائية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫تتحول طاقة الوضع التي تفقدها الشحنات‬
‫المتحركة إلى أشكال أخرى للطاقة ‪ .‬مثل ‪:‬‬
‫(‪ )1‬المحرك ‪ :‬كهربائي ‪ -‬حركي‬
‫(‪ )2‬المصباح ‪ :‬كهربائي ‪ -‬ضوئي‬
‫(‪ )3‬المدفأة ‪ :‬كهربائي ‪ -‬حراري‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫الشحنات ال تفنى وال تستحدث ولكن يمكن فصلها‬
‫لذا فإن الكمية الكلية للشحنة (عدد‬
‫اإللكترونات السالبة واأليونات الموجبة)‬
‫في الدائرة ال تتغير‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫القدرة (‪: )P‬‬
‫المعدل الزمني لتحول الطاقة‬
‫وتقاس بوحدة الواط (‪)W‬‬
‫التيار الكهربائي (‪: )I‬‬
‫المعدل الزمني لتدفق الشحنة الكهربائية ‪q/t‬‬
‫يوحدة األمبير (‪)A‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫زمن تدفق التيار‬
‫الكهربائي‬
‫(‪) S‬‬
‫فرق الجهد‬
‫الكهربائي‬
‫(‪) V‬‬
‫ف‬
‫‪P = E/t‬‬
‫‪Ee = qv‬‬
‫‪q = It‬‬
‫‪P = IV‬‬
‫التيار الكهربائي(‪)A‬‬
‫القدرة الكهربائية‬
‫(‪) W‬‬
‫الطاقة الكهربائية‬
‫(‪) J‬‬
‫الشحنة الكهربائية‬
‫(‪) C‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫درس العالم االلماني أوم (‪)1787-1854‬‬
‫العالقة بين التيار وفرق الجهد‬
‫وتوصل إلى أن التيار الكهربائي يتناسب‬
‫طرديا مع فرق الجهد‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫هي الخاصية التي تحدد مقدار التيار الذي سيمر‬
‫وتعرف بأنها نسبة فرق الجهد الكهربائي (‪)V‬‬
‫إلى التيار الكهربائي (‪)I‬‬
‫وتقاس بوحدة األوم (‪)Ω‬‬
‫والجهاز المستخدم هو (أميتر)‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫فرق الجهد‬
‫(‪)V‬‬
‫‪V‬‬
‫___ = ‪R‬‬
‫‪I‬‬
‫المقاومة‬
‫الكهربائية‬
‫(‪)Ω‬‬
‫شدة التيار‬
‫(ِ‪)A‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )1‬الطول ‪ :‬طردية‬
‫(‪ )2‬مساحة المقطع العرضي ‪ :‬عكسية‬
‫(‪ )3‬درجة الحرارة ‪ :‬طردية‬
‫(‪ )4‬نوع المادة ‪ :‬حسب نوع المادة‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫النسبة بين فرق الجهد بين طرفي موصل‬
‫وشدة التيار المار ثابتة للموصل الواحد‬
‫تحقق معظم الموصالت الفلزية قانون أوم ‪،‬‬
‫ضمن حدود معينة لفروق الجهد‬
‫بعض األجهزة ال تحقق قانون أوم مثل‬
‫المصباح والمذياع (الترانزستورات –‬
‫الصمامات الثنائية (الدايودات))‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫مقاومة االسالك المستخدمة في توصيل‬
‫األجهزة الكهربائية قليلة‬
‫األداة المصممة ليكون لها مقاومة معينة‬
‫هي المقاومة الكهربائية‬
‫نصنع المقاومات من (الجرافيت – أشباه‬
‫الموصالت – أسالك طويلة ورفيعة)‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫يمكن التحكم في شدة التيار الكهربائي (‪)I‬‬
‫عن طريق تغير (‪ )V‬أو (‪ )R‬أو كليهما‬
‫وتستخدم المقاومات عادة للتحكم في التيار‬
‫المار في الدائرة الكهربائية أو أجزاء منها‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )1‬مقاومة ثابتة‬
‫(‪ )2‬مقاومة متغيرة‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )1‬التحكم في الصوت‬
‫(‪ )2‬درجة سطوع الصورة وتباينها‬
‫(‪ )3‬درجة تباين األلوان‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫جسم اإلنسان يوصف بأنه مقاوما متغيرا‬
‫حيث تكون مقاومة الجلد الجاف كبيرة‬
‫وإذا أصبح الجلد رطبا فستكون مقامته أقل‬
‫(‪ : 1 mA )1‬صدمة كهربائية خفيفة‬
‫(‪ : 15 mA )2‬فقدان السيطرة على العضالت‬
‫(‪ : 100 mA )3‬الموت الموت الموت‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫ترسم الدوائر الكهربائية غالبا باستخدام‬
‫رموز معينة ألجزاء الدائرة‬
‫ومثل هذا الرسم يسمى الرسم‬
‫التخطيطي للدائرة‬
‫صـ(‪)76‬‬
‫في الكاتب‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫إن الشحنة الكهربائية تتدفق خارجة من‬
‫القطب الموجب للبطارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫(‪ )1‬التوصيل على التوازي (الفولتمتر)‬
‫متساو والتيار يجمع‬
‫الجهد‬
‫ٍ‬
‫‪I1‬‬
‫‪V‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V‬‬
‫‪V‬‬
‫‪V‬‬
‫‪I2‬‬
‫‪I3‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫(‪ )2‬التوصيل على التوالي (األميتر)‬
‫التيار‬
‫متساو والجهد يجمع‬
‫ٍ‬
‫‪I‬‬
‫‪V3‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V2‬‬
‫‪V‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V1‬‬
‫‪I‬‬
‫‪V‬‬
‫‪V‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫يتحول جزء من الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية‬
‫وبعض األدوات صممت لتحول أكبر‬
‫كمية ممكنة من الطاقة الكهربائية‬
‫إلى طاقة حرارية‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫وم فإنه‬
‫عند مرور تيار كهربائي في مقا ِ‬
‫يسخن بسبب تصادم اإللكترونات بالذرات‬
‫حيث تعمل التصادمات على زيادة الطاقة‬
‫الحركية للذرات ونتيجة لذلك ترتفع درجة‬
‫حرارة المقاوم ‪ ،‬مثل ‪:‬‬
‫(المدفأة – مجفف الشعر – المكواة الكهربائية)‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫هي المعدل الذي تتحول وفقه الطاقة من‬
‫شكل إلى آخر‬
‫‪2‬‬
‫‪IR‬‬
‫=‪P‬‬
‫‪2‬‬
‫‪V /R‬‬
‫=‪P‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫‪Ee = Pt‬‬
‫‪2‬‬
‫‪I Rt‬‬
‫= ‪Ee‬‬
‫‪2‬‬
‫‪(V /R)t‬‬
‫= ‪Ee‬‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫أي مادة مقاومتها صفر ‪ ،‬حيث ال يوجد تقييد للتيار في‬
‫تلك المواد ‪ ،‬لذا ليس هناك فرق في الجهد (‪ )V‬خاللها‬
‫ألن االستفادة من هذه الظاهرة تتطلب‬
‫حتى اآلن وجوب بقاء درجة حرارة جميع‬
‫هذه المواد أقل من (‪ . )100o K‬مثل ‪:‬‬
‫(‪ )1‬صناعة المغانط المستخدمة في أجهزة‬
‫التصوير بالرنين المغناطيسي (‪)MRI‬‬
‫(‪ )2‬السنكروترون (مسرع الجسيمات)‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫إن المنشآت الكهربائية كالسد العالي في‬
‫مصر ومحطات التوليد الكهربائية في كافة‬
‫الدول قادرة على انتاج كميات كبيرة من‬
‫الطاقة لكهربائية‬
‫حيث تنقل الطاقة غالبا إلى مسافات كبيرة‬
‫حتى تصل إلى المنازل والمصانع‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫لجميع اسالك التصويل مقاومة ‪ ،‬إال أن مقاومتها صغيرة‬
‫يتم تحويل كل هذه القدرة إلى طاقة حرارية لذا‬
‫فإنها تبدد أو تفقد‬
‫ويمكن تقليل هذا الفقد إلى أقل كمية‬
‫ممكنة بتقليل المقاومة ‪:‬‬
‫(‪ )1‬اسالك ذات موصلية كبيرة وقطر كبير‬
‫(باهظة الثمن وثقيلة)‬
‫(‪ )2‬جعل مقدار التيار المار فيها قليال ‪ ،‬ويمكن‬
‫تقليل التيار دون تقليل القدرة من خالل رفع الجهد‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫الكهرباء التيارية‬
‫خ‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫خ‬
‫إن كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة في جهاز تساوي‬
‫معدل استهالكه للطاقة ‪ ،‬بوحدة جول لكل ثانية (‪)W‬‬
‫مضروبة في زمن تشغيل الجهاز بوحدة ثانية‬
‫تقيس شركات الكهرباء استهالك الطاقة بوحدة‬
‫تساوي عددا كبيرا من الجوالت وتسمى هذه‬
‫الوحدة كيلو ‪ .‬واط ساعة (‪)kWh‬‬
‫‪Pr = P t Rr‬‬
‫قيمة‬
‫االستهالك‬
‫للـ‪kWh‬‬
‫(‪)SR‬‬
‫زمن‬
‫االستهالك‬
‫(‪)t‬‬
‫القدرة‬
‫(‪)kW‬‬
‫قيمة‬
‫االستهالك‬
‫بالريال‬
‫(‪)SR‬‬
‫العنوان الحركة على خط مستقيم‬
‫ف‬
‫تم بحمد هللا‬
‫خ‬