التصنيف: العلوم الكهربائية

العلوم الكهربائية

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الوقاية الشخصية من الحوادث الكهربائية

الوقاية الشخصية من الحوادث الكهربائية :يقع حادث التكهرب عندما تكتمل الدائرة الكهربائية ويمر التيار الكهربائي في جسم الإنسان أو في جزء منه ويتم ذلك بمرور التيار من أحد الأوجه الحامل للتيار إلى جسم الإنسان ثم إلى الخط الحيادي (التعادل) أو من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى الأرض ، وتزداد الخطورة إذا كانت الأرض مبتلة أو أن يمر التيار من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى وجه آخر .
وسبب مرور التيار في جسم الإنسان ما يلي :
أ- انهيار العازل في أي من الموصلات للتجهيزات غير المؤرضة والتي يلمسها الشخص .
ب- خطأ الإنسان عندما يلمس بحركة إرادية أو عفوية موصل عاري (غير معزول) ويمر فيه تيار كهربائي .
ج- خطأ الإنسان عندما يقترب من مصدر جهد متوسط أو عالي أكثر من الحدود المسموح بها .

وللوقاية من هذه المخاطر يلزم اتباع ما يلي :
1- فصل التيار عن الخطين (الوجه والحيادي) بواسطة القاطع أو بواسطة نزع المصهرات وذلك قبل تنظيف أي مصباح كهربائي حتى ولو كان مطفأ.
2- عدم محاولة اصلاح التمديدات والتركيبات والمعدات الكهربائية بنفسك بل يجب عليك استدعاء المختص .
3- عدم تمديد الأسلاك والكابلات تحت السجاد أو قرب الأبواب والمقاعد حتى لا تتعرض للإهتراء وتعثر المارة بها .
4- ابعاد الكابلات والأسلاك عن الماء ومصادر الحرارة مثل أنابيب الماء الساخن أو الأجهزة الساخنة .
5- عدم جذب السلك عند فصل الكهرباء بل ينتزع القابس من المقبس بلطف .
6- فحص الكابلات والتوصيلات والأجهزة بين آن وآخر فهي عرضة للاهتراء والتلف خاصة عند القابس وقرب المرابط والأسلاك المهترئة تسبب التماس والصدمات وأحياناً الحرائق .
7- عدم لمس مفاتيح الإنارة والأيدي مبتلة بالماء .
8- عدم وصل أجهزة كثيرة بمقبس واحد .
9- عدم تشغيل الأجهزة الكهربائية أثناء الوقوف على أرض رطبة أو إذا كان الشخص مبللاً بالماء أو حافي القدمين .
10- عدم ترك الغبار والأتربة تتراكم على المحركات والأجهزة الكهربائية ووجوب المحافظة على نظافتها باستمرار .
11- عدم فحص أو محاولة اصلاح الأجهزة الكهربائية وهي موصلة بالكهرباء .
12- يجب ابعاد المواد القابلة للاشتعال كالستائر والملابس والأوراق عن اللمبات والدفايات وكافة الأجهزة الكهربائية .
13- عدم ترك الأجهزة موصلة بالكهرباء حال الانتهاء من العمل بها .
14- استبدال الأسلاك المتآكلة بأخرى جديدة وعدم محاولة لفها بشريط لاصق .
15- تجنب إقامة المباني والمنشآت أسفل أو بالقرب من خطوط نقل الطاقة الكهربائية .
16- نشر الوعي والاحتراس من الكهرباء المقطوعة وعدم لمس الأسلاك والمقابس والابتعاد عن خطوط الكهرباء المقطوعة وعدم العبث بالأجهزة والمعدات والآلات الكهربائية .

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الواطميتر الحثي

الواطميتر الحثي
يستعمل هذا النوع مع التيار المتناوب فقط عكس
الواطميتر الكهروديناميكي
الذي يستعمل مع التيارات المستمرة والمترددة وتكون
كفائة هذا الواطميتر جيدة اذا كانت قيمة التردد والفولتية
ثابته ولهذا الواطميتر مغناطيسان كهربائيان احدهما يعمل على
تيار الدائرة ويكون مربوطا على التوالي ويسمى ملف التوالي
والاخر يمر به تيار يتناسب مع فرق الجهد الذي تعمل عليه
الدائرة ويكون هذا الملف مربوطا على التوازي مع الدائرة
ولهذا يسمى ملف التوازي ويوجد قرص من الالمنيوم مركب
يحيث يقطع المجالات المغناطيسية لكلا الملفين
ويتولد في هذا القرص تيارين دواميين نتيجة تفاعل بين
هذين التيارين الدواميين والفيض المغناطيسي لكلا الملفين
فانه يتولد عزم دوران على القرص وهناك حلقات من النحاس
مثبته في الجزء الاوسط من القلب المغناطيسي لملف التوازي
بحيث يمكن تعديلها للحصول على فيض مغناطيسي متاخر عن
الفولطية بمقدار 90 درجة كهربائية

تعليم_الجزائر

مع تحيات اخوكم

التصنيفات
العلوم الكهربائية

القدرة الكهربائية

السـلام عليكم ورحمة الله وبركاتــه
بسم الله الرحمن الرحيم
أهلا و سهلا بكل أعضاء و زوار منتدى العلوم الهندسية :
بينما كنت أقرأ أحد الكتب العربية وجدت هذا الموضوع الفزيائي وحبيث أن أفيدكم به
وهو عبارة عن موضوع يتحدث عن القدرة الكهربائية .
تعليم_الجزائر

1/ تعريف القدرة الكهربائية :
القدرة الكهربائية هي مقدار كهربائي يعبر عن مذا قدرة جهاز كهربائي ( مصباح ـ مكواة ……. إلخ ) على القيام بعملية ( الإضاء ة …. إلخ ) .
ونرمز للقدرة الكهربائية بالحرف p

تعليم_الجزائر

2/ ملاحظات :
* عند ملاحظتنا لعدة أجهزة كهربائية نلاحظ أنها تحمل إشارتين ضوؤيتين على الأقل الأولى نعبر عنها بالفولط ( v ) وهي تدل على التوتر ، والإشارة التانية نعبر عنها بالوط ( w ) وهي تدل على القدرة .

تعليم_الجزائر

3/ وحدات القدرة الكهربائية :
الوحدة العالمية لقياس القدرة الكهربائية هي الواط .

تعليم_الجزائر

4/ العلاقة :
P =U . I
P : القدرة الكهربائية المستهلكة من طرف جهاز .
U : التوتر المستمر بين مربطي الجهاز .
I : شدة التيار المستمر المار في الجهاز .
تعليم_الجزائر

The End
وأتمنــى أن تكونـوا قد استمتعتم واستفدتم من هذا الموضوع
والسـلام عليكم ورحمة الله وبركاتــه .

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الدوائر المتكاملة

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
في أي نبيطة إلكترونية تحدد دائرة معينة مسار التيار الكهربائي الذي يشغل النبيطة. وللحاسب الآلي دائرة معقدة، تتكون معظم أجزائها من دوائر أصغر، تؤدي وظائف معينة.
ولا تعمل كل الدوائر بالضرورة في الوقت نفسه. فهناك مكوِّنات معينة تؤدي وظيفة “المفاتيح” الإلكترونية، التي تعمل على تشغيل الدوائر وإيقافها حسب الحاجة. وتؤدي المفاتيح هذه الوظيفة بالتحكم في التيار المار عبر الدائرة. فعندما يسمح المفتاح بمرور التيار تصبح الدائرة في حالة عمل، وعندما يوقف المفتاح التيار تتوقف الدائرة بدورها عن العمل.

# كيف تعمل الدائرة:
لفهم كيفية عمل الدائرة الإلكترونية نحتاج إلى بعض المعلومات المرتبطة بالذرات , فلكل ذرة إلكترون واحد أو أكثر، يحمل كل منها شحنة كهربائية سالبة , وتحتوي الذرات أيضًا على بروتونات، وهي جسيمات يحمل كل منها شحنة كهربائية موجبة , والشحنات المختلفة تتجاذب، ولكن الشحنات المتشابهة تتنافر (يتباعد بعضها عن بعض) , وينبني تشغيل الدائرة على مبدأ التجاذب بين الشحنات المختلفة.

يكوِّن سريان الإلكترونات في اتجاه واحد، في الوقت نفسه، تيارًا كهربائيًا. والفولتية، والتي تسمى أيضًا القوة الدافعة الكهربائية، هي الضغط (أو القوة) الذي يدفع الإلكترونات. والفولتية في الدوائر الكهربائية هي التجاذب الكهربائي الذي يسببه اختلاف الشحنات بين نقطتين في الدائرة، ويوفرها مصدر قدرة كهربائية، حيث تأتي الفولتية السالبة من أحد جانبي مصدر القدرة، بينما تأتي الفولتية الموجبة من الطرف الآخر. وتستخدم البطاريات عادة مصادر قدرة، ولكن النظم التي توصل بمأخذ التيار الكهربائي تتلقى القدرة من محطة قدرة تجارية.

وتسري الإلكترونات من طرف الفولتية السالبة لدائرة إلى طرف الفولتية الموجبة، حيث تولد هذه الحركة الإكترونية تيارًا كهربائيًا. ولكن العلماء اعتادوا اعتبار أن سريان التيار الكهربائي يكون من الموجب إلى السالب. فحتى أواخر القرن التاسع عشر الميلادي ظل العلماء يعتقدون خطأ أن التيار الكهربائي يسري في ذلك الاتجاه.

وتصنع الأسلاك، وأجزاء معينة أخرى من الدوائر، من مواد تسمى الموصلات، ذات قدرة على حمل التيار الكهربائي. وفي كل ذرة من ذرات الموصلات، والتي تشتمل على الفلزات، إلكترون واحد أو أكثر يمكنه التحرك من ذرة إلى أخرى، وتسمى هذه الإلكترونات الإلكترونات الحرة أو حاملات الشحنة. وتحتوي الدوائر أيضًا على عوازل، وهي مواد توقف التيار، لأنها لاتحتوي على حاملات شحنة متحركة.

وأثناء حركتها عبر الموصل تتصادم الإلكترونات مع ذرات المادة. ويعوق كل تصادم سريان الإلكترونات، ويسبب فقدانها لبعض الطاقة في شكل حرارة. وتسمى إعاقة التيار الكهربائي، والتي تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة، المقاومة.

وقد يحطم تراكم الحرارة الدائرة. ويستخدم الحاسب الإلكتروني كمية قليلة جدًا من التيار الكهربائي، ولذا فإن خطر التسخين المفرط غير وارد. ولكن بعض الحواسيب تولد كمية كبيرة جدًا من الحرارة، مما يستدعي تبريد دوائرها بانتظام. ويأتي الأزيز الصادر عن الحاسوب الشخصي المكتبي من مروحة صغيرة وظيفتها تبريد النظام.

# أنواع الدوائر الإلكترونية: ينتج المصنعون نوعين من الدوائر الإلكترونية:
1- دوائر تقليدية:
تتكون من مكوِّنات إلكترونية منفصلة، متصلة بعضها ببعض بأسلاك، ومثبتة على قاعدة. وفي معظم الحالات يثبت المصنعون المكوِّنات إلى لوحة دوائر مطبوعة، وهي قطعة رقيقة من مادة بلاستيكية، أو غيرها، تطبع عليها “الأسلاك” النحاسية بعملية كيميائية، عند صنعها. وفي الحاسب الإلكتروني توصل كل الأجزاء الإلكترونية للدائرة الرئيسية على لوحة دوائر مطبوعة.

2- دوائر متكاملة:
تحتوي على مكوِّنات وموصلات توضع داخل رقاقة وفوقها. والرقاقة قطعة صغيرة من مادة شبه موصلة، تصنع عادة من السليكون .
وشبه الموصل مادة توصل التيار الكهربائي أفضل من العازل، ولكن ليس بمستوى جودة توصيل الموصل. ولا تؤدي الرقاقة وظيفة القاعدة فحسب، ولكنها أيضًا جزء أساسي من الدائرة. ولا يتعدى أحجام معظم الرقاقات حجم ظفر الأصبع. وتكوِّن الدوائر المتكاملة في العادة جزءًا من مكوِّنات الدوائر التقليدية.

* لصنع الدائرة المتكاملة يعد التقني تصميمًا رئيسيًا كبيرًا للدائرة بمساعدة حاسوب. وباستخدام التصوير الضوئي يقلل التصميم الرئيسي إلى حجم مجهري. ويعالج مصنعو الرقائق السليكون، لتغيير خواصه التوصيلية، بإضافة كميات صغيرة من مواد تسمى المحورات، مثل البورون والفوسفور.

وتمثل المناطق المعالجة المكوِّنات الإلكترونية للرقاقة. وقد تحتوي الرقاقة الواحدة على ملايين الأجزاء المجهرية الموصلة “بخطوط” فلزية رقيقة. وينظم صانعو الرقائق الأجزاء والتوصيلات في أنماط معقدة، ذات طبقات عديدة. وتركب الدوائر المكتملة الصنع داخل أغلفة مثبتة على لوحة دوائر مطبوعة. ولصغر أحجامها، تتفوق الدوائر المتكاملة على الدوائر التقليدية بعدد من الامتيازات. فهي على سبيل المثال، أسرع في عملها، لأن الإشارات تنتقل عبر مسافات قصيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تحتاج الدوائر المتكاملة قدرة أقل، وتولد حرارة أقل، وتكلفة تشغيلها أقل، مقارنة بالدوائر التقليدية. والدوائر المتكاملة أيضًا أدق في عملها، لأن التوصيلات المعرضة للفشل فيها قليلة. ولكن التيارات القوية والفولتيات العالية قد تحطم الدوائر المتكاملة، وذلك لصغر أحجامها.

وبإمكان نوع من الدوائر المتكاملة يسمى المعالج الدقيق، أداء كل الوظائف الرياضية، وبعض وظائف الذاكرة، التي تؤديها الحواسيب الكبيرة. وتتحكم المعالجات الدقيقة في العديد من المنتجات، مثل ألعاب الفيديو وأفران المايكروويف والروبوتات وبعض الهواتف. ويؤدي المعالج الدقيق وظيفة “الدماغ” في كل الحواسيب الشخصية. وتحتوي الحواسيب الكبيرة على معالجات دقيقة عديدة، يعمل بعضها مع بعض، في الوقت نفسه.

وفي النبائط الإلكترونية يستخدم نوعان أساسيان من المكوِّنات داخل الدوائر، للتحكم في الإشارات وتحويرها، وهما :
1- الصمامات الإلكترونية:
تتحكم الصمامات الإلكترونية في سريان الإشارات الكهربائية عبر الغازات أو الفراغات. والصمامات المفرغة هي أكثر أنواع الصمامات الإلكترونية استخدامًا، وهي حاويات زجاجية أو فلزية، أزيل عنها معظم الهواء. وتنتج عناصر فلزية متعددة داخل الصمام أحزمة من الإلكترونات، وتتحكم فيها.

وقد استخدمت الصمامات المفرغة في كل الأجهزة الإلكترونية، في الفترة الممتدة بين عشرينيات وخمسينيات القرن العشرين، ولاتزال أنواع خاصة من هذه الصمامات تستخدم في بعض الأجهزة حتى اليوم. فشاشة جهاز التلفاز، على سبيل المثال، هي النهاية الطرفية لصمام مفرغ كبير يسمى صمام الأشعة الكاثودية. وتنتج أنواع أخرى من الصمامات المفرغة الإشارات الراديوية والرادارية، والأشعة السينية، والموجات الدقيقة.

2- نبائط حالة الصلابة:
تسمى الترانزستورات وبعض المكوِّنات الإلكترونية مكوِّنات حالة الصلابة، وذلك لأن الإشارات تسري عبر شبه موصل صلب بدلاً عن الفراغ. وتستهلك نبائط حالة الصلابة قدرة أقل، وتدوم لفترة أطول، وتحتل مساحة أقل، مقارنة بالصمامات المفرغة. وقد أنتج المهندسون أولى نبائط حالة الصلابة خلال أربعينيات القرن العشرين. ومنذ ذلك التاريخ حلت أشباه الموصلات محل الصمامات المفرغة في معظم الاستخدامات.

وتصنع مكوِّنات حالة الصلابة من السليكون، الذي ينتمي إلى أشباه الموصلات. والسليكون وغيره من أشباه الموصلات مفيدة، لأن العلماء يستطيعون ضبط مقاومتها بدقة، وبالتالي التحكم في سريان التيار عبرها.

* مثال للدوائر المتكاملة (الالكترونية ) الدائرة المستخدمة في الساعة الرقمية

تعليم_الجزائر

داخل الساعة تثبت الدائرة المتكاملة خلف مربع صغير من البلاستيك يمكن رؤيته في منتصف الصورة , وتستخدم بلورة بمثابة نبيطة توقيت في الساعة , وتحفظ الدائرة المتكاملة التي تستمد القدرة من بطارية، البلورة في حالة ذبذبة , وهي تقوم بترجمة الذبذبات إلى نبضات كهربائية , وتحتوي هذه النبضات على معلومات الوقت والتاريخ وتقوم بتنشيط بلورات سائلة، تصبح مرئية كأرقام وحروف داكنه على وجه الساعة، كما في الصورة اليسرى.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

البـــــــــارامغنـــــاطيـــيسة والديــــــــامغنــــاطيــسية

بسم الله الرحمن الرحيم …
..السلام عليكم ورحمة الله وبركاته …

نعلم بأن الإلكترونات لها حركتان ….
وهي حركة حول نفسها وحركة حول النواة ….
وينتج عن دوران الإلكترون حول نفسه مجال مغناطيسي يعتمد اتجاهه على اتجاه دوران الإلكترون وتنتج الخواص المغناطيسية للمواد ..

ماهي .. الخواص المغناطيسية …..؟؟

تنقسم إلى …

الخاصية الديامغناطيسية ..

وتنشأ هذه الخاصية في المواد التي تكون الإلكترونات في جميع مداراتها في جميع أوربيتالاتها الذرية في حالة إزدواج ..
فيكون عزمها المغناطيسي مساوياً للصفر لأن كل إلكترونين مزدوجين يعملان في اتجاهيين متضاديين ..

الخاصية البارامغناطيسية …

وتظهر هذه الخاصية في الأيونات أو الذرات أو الجزيئات التي يكون فيها أوربيتلات تشغلها إلكترونات منفردة ..
وتنشأ عن الحركة المغزلية للإلكترون المفرد حول محوره ظهور مجال مغناطيسي صغير أي يعتبر الإلكترون المفرد مغناطسياً صغيراً يتجاذب مع المجال المغناطيسي الخارجي ..

وبالتالي تنقسم المواد استناداً إلى سلوكها في المجال المغناطيسي إلى ..

مواد ديامغناطيسية …
وهي المواد التي تتنافر مع المجال المغناطيسي أو تدفع بعيداً عنه …
وذلك نتيجة لوجود جميع إلكتروناتها في حالة إزدواج ..

مواد بارامغناطيسية ..

وهي المواد التي تنجذب قليلاً إلى المجال المغناطيسي الخارجي نتيجة لوجود إلكترونات مفردة ..
وتتناسب قوة الجذب المغناطيسي في المواد البارامغناطيسية مع عدد الإلكترونات المفردة …

ومواد فيرومغناطيسية …

وهي التي تنجذب بشدة إلى داخل المجال المغناطيسي …والفيرومغناطيسية ما هي إلا بارامغناطيسية قوية …

وهناك مواد قليلة فيرومغناطيسية مثل مركبات الحديد والكوبالت و النيكل وبعض سبائك العناصر المغناطيسية التي تصنع منها الأنواع المختلفة من المغناطيس … أما معظم المواد فتنتمي إلى مجموعة ديامغناطيسية أوبارامغناطيسية …

ويمكن قياس الخاصية المغناطيسية بدقة كمادة باستخدام ميزان معدل ويتم ذلك بتسليط مجال من مغناطيس كهربائي فتنجذب إليه المادة البارامغناطيسية أو الفيرومغناطيسية ويزداد وزن المادة من أثر انجذابها إلى هذا المجال .. أما المواد الديامغناطيسية فإنها تزن أقل ..

و دراسة الخواص المغناطيسية للعناصر الإنتقالية تفيد كثيراً في التعرف على خواصها ..

والان …..

لدينا غاز الأكسجين السائل … وكذلك غاز النيتروجين السائل …

فأي من الغازيين يملك خواص بارامغناطيسية وديامغناطيسية …؟؟

هذه الصورة توضح قوة المغناطيس …

تعليم_الجزائر

لنضع غاز النيتروجين السائل على أقطاب المغناطيس ونلاحظ سلوكه … هل ينجذب أو لا ..

تعليم_الجزائر

ويتم حفظ النيتروجين السائل بارداً داخل هذه القارورة العازلة وتُسمى ” ديور Dewar ”

فنلاحظ أن غاز النيتروجين السائل لا يلتصق بأقطاب المغناطيس …

إذن غاز النيتروجين السائل >>>> …هو مادة ديامغناطيسية …

ولكن ماذا تتوقع لسلوك غاز الأكسجين السائل …؟؟؟

هذه الأنبوبة تحتوي على غاز الأكسجين السائل ذو اللون الأزرق الباهت الشفاف ….

تعليم_الجزائر

فنلاحظ انجذاب والتصاق غاز الأكسجين بأقطاب المغناطيس … ويظل الغاز بين الأقطاب حتى يتبخر في درجة حرارة دافئة نوعاً ما ..

وهذا ملف كويك تايم … لمشاهدة أثر المغناطيس على غاز الأكسجين السائل ..

إذن غاز الأكسجين السائل >>>> هو مادة بارامغناطيسية …

ولتفسير ذلك …..

نلاحظ من خلال التوزيع الإلكتروني لجزيء الأكسجين ، أنه يحتوي على إلكترونات مفردة … فبالتالي هو يملك الخواص البارا مغناطيسية …

تعليم_الجزائر

أما جزيء النيتروجين .. فمن خلال التوزيع الإلكتروني … نلاحظ أنه يحتوي على إكترونات في حالة ازدواج …. إذن هو مادة ديامغناطيسية ….

تعليم_الجزائر

والان ….. مع السؤاااااااال …

أي المواد الآتية … بارامغناطيسي و أيها ديامغناطيسي :

ذرة الخارصين .. Zn
أيون النحاس الثنائي ..
كلوريد الحديد الثنائي ..

تحياتي ..

التصنيفات
العلوم الكهربائية

توليد الكهرباء من الموز


توليد الكهرباء من الموز

رغم نجاح العالم الأسترالي ( بيل كلارك ) في توليد الكهرباء من الموز فإن من متطلبات الإبتكار قد تعيق تطبيقه مستقبلاً لحاجته إلى معدلات كبرى من الموز التالف أو الصحيح ..

ونبعت فكرة الإبتكار لدى أستاذ الهندسة بجامعة كوينلاند عندما طلب منه الاتحاد الأسترالي لمنتجي الموز إيجاد طريقة حديثة للإستفادة من الموز الذي يحجم الأستراليون عن شرائه لصغر حجمه أو لفساده ..

فجمع كلارك عدة كيلوات منه وتركه يتحلل داخل أقنية محكمة الإغلاق .. ثم استخدم غاز الميثان المنبعث من عفونته في تغذية مولد كهربائي ..

وعندما حاول تجربة طريقته مرة أخرى أحتاج إلى 60 كجم لتشغيل مروحة منزلية لمدة 30 ساعة فقط .. لكن المحاولة رغم تكلفتها لاقت إعجاب الاتحاد الأسترالي ربما بسبب الأعداد الكبيرة من الموز التي تزخر بها بلاد كوينلاند

وإن كان كلارك لايزال يواصل أبحاثه لجعل الموز بديلاً جيداً للطاقة البديلة بمؤنة أقل ..

تعليم_الجزائر

التصنيفات
العلوم الكهربائية

التدفق المغناطيسي magnatic flux

تدفق مغناطيسي

التدفق المغناطيسي Φ الذي يعبر سطح تعليم_الجزائر هو عدد خطوط الحقول المغناطيسي تعليم_الجزائر والتي تعبر السطح تعليم_الجزائر و يعبر عنه بالجداء السلمي لشعاع الحقل المغناطيسي تعليم_الجزائرو شعاع السطح تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائرواحده التدفق المغناطيسي هي الويبر Weber تكريما للفيزيائي الالماني ويليم ويبر [1804-1891] Wilhelm Eduard Weber

التدفق المغناطيسي عبارة عن قياس للمغناطيسية مع أخذ قوة و شدة الحقل المغناطيسي بالحسبان

فيما يلي نص بالانجليزيه
اذا اردت الرابط كاملا ادخل الى
http://en.wikipedia.org/wiki/Flux#Fl…and_theorems_2

Electromagnetism

[] Flux definition and theorems

An example of the second definition of flux is the magnitude of a river’s current, that is, the amount of water that flows through a cross-section of the river each second. The amount of sunlight that lands on a patch of ground each second is also a kind of flux.
To better understand the concept of flux in Electromagnetism, imagine a butterfly net. The amount of air moving through the net at any given instant in time is the flux. If the wind speed is high, then the flux through the net is large. If the net is made bigger, then the flux would be larger even though the wind speed is the same. For the most air to move through the net, the opening of the net must be facing the direction the wind is blowing. If the net opening is parallel to the wind, then no wind will be moving through the net. (These examples are not very good because they rely on a transport process and as stated in the introduction, transport flux is defined differently than E M flux.) Perhaps the best way to think of flux abstractly is “How much stuff goes through your thing”, where the stuff is a field and the thing is the imaginary surface.
The flux visualized. The rings show the surface boundaries. The red arrows stand for the flow of charges, fluid particles, subatomic particles, photons, etc. The ****** of arrows that pass through each ring is the flux.

As a mathematical concept, flux is represented by the surface integral of a vector field,
where
E is a vector field of Electric Force, dA is the vector area of the surface S, directed as the surface normal, Φ f is the resulting flux.The surface has to be orientable, i.e. two sides can be distinguished: the surface does not fold back onto itself. Also, the surface has to be actually oriented, i.e. we use a convention as to flowing which way is counted positive; flowing backward is then counted negative.
The surface normal is directed accordingly, usually by the right-hand rule.
Conversely, one can consider the flux the more fundamental quantity and call the vector field the flux density.
Often a vector field is drawn by curves (field lines) following the “flow”; the magnitude of the vector field is then the line density, and the flux through a surface is the ****** of lines. Lines originate from areas of positivedivergence (sources) and end at areas of negative divergence (sinks).
See also the image at right: the ****** of red arrows passing through a unit area is the flux density, the curveencircling the red arrows denotes the boundary of the surface, and the orientation of the arrows with respect to the surface denotes the sign of the inner product of the vector field with the surface normals.
If the surface encloses a 3D region, usually the surface is oriented such that the outflux is counted positive; the opposite is the influx.
The divergence theorem states that the net outflux through a closed surface, in other words the net outflux from a 3D region, is found by adding the local net outflow from each point in the region (which is expressed by thedivergence).
If the surface is not closed, it has an oriented curve as boundary. Stokes theorem states that the flux of the curlof a vector field is the line integral of the vector field over this boundary. This path integral is also calledcirculation, especially in fluid dynamics. Thus the curl is the circulation density.
We can apply the flux and these theorems to many disciplines in which we see currents, forces, etc., applied through areas.

[edit] Maxwell’s equations

The flux of electric and magnetic field lines is frequently discussed in electrostatics. This is because in Maxwell’s equations in integral form involve integrals like above for electric and magnetic fields.
For instance, Gauss’s law states that the flux of the electric field out of a closed surface is proportional to theelectric charge enclosed in the surface (regardless of how that charge is distributed). The constant of proportionality is the reciprocal of the permittivity of free space.
Its integral form is:
where
is the electric field, is the area of a differential square on the surface A with an outward facing surface normaldefining its direction, is the charge enclosed by the surface, is the permittivity of free space is the integral over the surface A.Either or is called the electric flux.
Faraday’s law of induction in integral form is:
The magnetic field is denoted by . Its flux is called the magnetic flux. The time-rate of change of the magnetic flux through a loop of wire is minus the electromotive force created in that wire. The direction is such that if current is allowed to pass through the wire, the electromotive force will cause a current which “opposes” the change in magnetic field by itself producing a magnetic field opposite to the change. This is the basis forinductors and many electric generators.

[edit] Poynting vector

The flux of the Poynting vector through a surface is the electromagnetic power, or energy per unit time, passing through that surface. This is commonly used in analysis of electromagnetic radiation, but has application to other electromagnetic systems as well.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

تسخير طاقة أمواج البحر لتوليد الكهرباء

السلام عليكم ورحمة والله تعالى وبركاته
تسخير طاقة أمواج البحر
في هذه المقالة يدور بحث حول كلمة (سخّر) والتي تعني قدّم عملاً مجانياً بدون أجر، وهذا ما كشفه العلماء من طاقة هائلة في البحر، وقد سبقهم القرآن في إشارة رائعة إلى ذلك..
في كتاب الله تعالى إشارات رائعة إلى كثير من الاكتشافات ولكن بشرط أن نحسن التدبر والتفكر في كلام الله عز وجل، فقد سخَّر الله لنا الكثير من الأشياء من حولنا لتقدم لنا خدمات مجانية دون مقابل، مثل الشمس التي تقدم الحرارة والضوء وحديثاً تم الاستفادة من الشمس في توليد الطاقة الكهربائية.

تعليم_الجزائر
وحدة لتوليد الكهرباء تعوم فوق أحد المحيطات، وبسبب تحريك الأمواج لهذه الوحدة فإن هذه الحركة الميكانيكية يمكن تحويلها إلى طاقة كهربائية يستفاد منها.
كذلك فقد سخر الله لنا البحر لنبتغي من فضله، وقد تبيّن وجود كميات لا نهائية من الطاقة المجانية في هذا البحر، وسوف يدور حديثنا حول ما كشفه العلماء حديثاً عن استفادة من أمواج البحر السطحية والداخلية في توليد الكهرباء.
من أين تأتي الأمواج
عندما ننظر إلى الكرة الأرضية من الخارج نلاحظ أن هنالك تغيرات في الضغط والكثافة من نقطة لأخرى على سطح الأرض. وهذا ينتج بسبب اختلاف درجات الحرارة، وهذه الاختلافات تؤدي إلى تولد الرياح. وهذا يؤدي إلى حركة الماء على سطح البحار وتشكل الأمواج، والتي تتحرك باتجاه الشاطئ، وميزة هذه الأمواج أنها تحمل كميات من الطاقة الحركية وتحتفظ بها طيلة رحلتها من وسط البحر وحتى الشاطئ.
طاقة الأمواج السطحية
يستفيد اليوم علماء الطاقة من أمواج البحر، ويصنعون معدات خاصة تمكنهم من وضعها على سطح الماء حيث تقوم الأمواج برفعها وخفضها باستمرار. وهذا يؤدي إلى توليد حركة ميكانيكية يمكن تحويلها إلى طاقة كهربائية تُنقل عبر أسلاك للاستفادة منها
إن أول من خطرت بباله فكرة الاستفادة من الأمواج هو رجل فرنسي يدعى Monsieur Girardحيث حاول مع ابنه عام 1799 الاستفادة من حركة الأمواج في إمداد الطاحونة والمضخة بالطاقة.
طاقة الأمواج الداخلية

تعليم_الجزائر
فكرة جديدة لإنشاء مراوح أو توربينات تعمل على توليد الطاقة الكهربائية والاستفادة من التيارات تحت سطح البحر
يتم الاستفادة اليوم في بريطانيا من التيارات تحت سطح البحر والناتجة عن أمواج المدّ. ويعتبر هذا المصدر للطاقة المتجددة من المصادر النظيفة والآمنة. وتستخدم التقنية مراوح أو توربينات تثبت تحت سطح البحر وتدور بسبب تيارات المد، وبالتالي تتحول فيها الطاقة الميكانيكية التي تولدها الأمواج إلى طاقة كهربائية يمكن الاستفادة منها.
ويعتقد العلماء بأن هذا المصدر أفضل من طاقة الرياح، بسبب انتظام الأمواج وإمكانية دراستها بشكل جيد وتوقع حجمها وطاقتها، مما يتيح تصميماً أفضل للتوربينات المولدة للطاقة الكهربائيةإن قطر المروحة هو 20 متراً، وتثبت على مسافة تحت سطح الماء بـ 30 متراً. وقد بلغ استهلاك الطاقة الكهربائية بالوسائل المختلفة في بريطانيا عام 2001:
الطاقة الكهربائية من مصادر متجددة نسبة 2 بالمئة. أما الطاقة الكهربائية من الفحم فقد بلغت نسبة 33 % والطاقة الكهربائية من الغاز الطبيعي 37 % والطاقة الكهربائية النووية 22 % .
إن المدّ الذي يمارسه القمر على ماء البحر هو نعمة مجانية من الله تعالى القائل: (اللَّهُ الَّذِي خَلَقَ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ وَأَنْزَلَ مِنَ السَّمَاءِ مَاءً فَأَخْرَجَ بِهِ مِنَ الثَّمَرَاتِ رِزْقًا لَكُمْ وَسَخَّرَ لَكُمُ الْفُلْكَ لِتَجْرِيَ فِي الْبَحْرِ بِأَمْرِهِ وَسَخَّرَ لَكُمُ الْأَنْهَارَ * وَسَخَّرَ لَكُمُ الشَّمْسَ وَالْقَمَرَ دَائِبَيْنِ وَسَخَّرَ لَكُمُ اللَّيْلَ وَالنَّهَارَ * وَآَتَاكُمْ مِنْ كُلِّ مَا سَأَلْتُمُوهُ وَإِنْ تَعُدُّوا نِعْمَةَ اللَّهِ لَا تُحْصُوهَا إِنَّ الْإِنْسَانَ لَظَلُومٌ كَفَّارٌ) [إبراهيم: 32-34].
إنها آيات عظيمة تذكرنا بنعمة الله علينا، وما نعمة المد والجزر إلا عطاء من الله لعباده ليشكروه على ما وهبهم من دون تعب أو جهد. وكذلك يقول تعالى: (اللَّهُ الَّذِي سَخَّرَ لَكُمُ الْبَحْرَ لِتَجْرِيَ الْفُلْكُ فِيهِ بِأَمْرِهِ وَلِتَبْتَغُوا مِنْ فَضْلِهِ وَلَعَلَّكُمْ تَشْكُرُونَ) [الجاثية: 12]. في هذه الآية الكريمة نتلمس رحمة الله بعباده أن سخر لهم هذا البحر، وكلمة (سخّر) في اللغة تعني: ذلّل وكلّف عملاً بلا أجرة، أي مجاناً.

تعليم_الجزائر
يحاول العلماء اليوم الاستفادة من الطاقة الكبيرة والمجانية والتي سخرها الله في أمواج البحر، يقول تعالىتعليم_الجزائروَهُوَ الَّذِي سَخَّرَ الْبَحْرَ لِتَأْكُلُوا مِنْهُ لَحْمًا طَرِيًّا وَتَسْتَخْرِجُوا مِنْهُ حِلْيَةً تَلْبَسُونَهَا وَتَرَى الْفُلْكَ مَوَاخِرَ فِيهِ وَلِتَبْتَغُوا مِنْ فَضْلِهِ وَلَعَلَّكُمْ تَشْكُرُونَ) [النحل: 14].

مستقبل هذا المصدر الجديد
1- تعتبر هذه الطاقة آمنة وليس لها أية مخاطر.
2- طاقة أمواج البحر أكبر بكثير من طاقة الرياح.
3- طاقة أمواج البحر ثابتة على مدار 24 ساعة وطيلة أيام السنة تقريباً، بينما طاقة الشمس يستفاد منها أثناء النهار، وطاقة الرياح يستفاد منها في فترات متقطعة.
4- الكهرباء الناتجة عن طاقة الأمواج أكثر ثباتاً .
والسؤال: أليست هذه نعمة من نعم الله تعالى علينا، أليس عمل الأمواج المستمر هو خدمة مجانية يقدمها البحر الذي قال الله عنه: (اللَّهُ الَّذِي سَخَّرَ لَكُمُ الْبَحْرَ)؟
تعتمد الطاقة التي تحملها الموجة على طولها وارتفاعها وسرعتها وكثافة الماء الذي تحمله. وهذا يتعلق بسرعة الرياح ودرجات الحرارة فوق سطح الماء.

تعليم_الجزائر
يقول الباحثون اليوم: إن موجة طولها ارتفاعها 15 متراً وزمنها 15 ثانية، سوف تحمل طاقة تقدر ب 1700 كيلو واط لكل متر مربع من جبهتها. وأن طاقة الأمواج أكبر بكثير من طاقة المد والجزر.

الطاقة الناتجة من اختلاف درجات الحرارة
لقد هيّأ الله البحر بشكل عجيب! فدرجة الحرارة على سطحه تكون مرتفعة نسبياً بسبب أشعة الشمس، بينما تكون الحرارة في أعماقه منخفضة، هذا الفارق في الحرارة يمكن الاستفادة منه لتوليد الطاقة الكهربائية.
لقد استفاد من هذه الظاهرة المهندس الفرنسي George Claudeحيث صنع وحدة لتوليد الكهرباء استطاعتها 22 كيلو واط وذلك عام 1929 بالاستفادة من فارق درجات الحرارة بين سطح البحر وبين عمق محدد.
ويخبرنا الباحثون أن هذه التقنية لا تزال بدائية ومكلفة جداً، ولذلك هي غير مستخدمة اليوم بشكل عملي. إلا أن الأبحاث مستمرة في هذا المجال ويمكن إحراز تقدم في السنوات القادمة.
طاقة تيارات المحيط
إذا ما نزلنا تحت سطح البحر وبدأنا نغوص شيئاً فشيئاً، فإننا نرى عالماً يعجّ بالحركة والأمواج والتيارات، وهنالك تيارات حتى في أعمق نقطة من البحر! وهذا ما دعى العلماء لمحاولة الاستفادة من هذه الأمواج.
وتتم الاستفادة من هذه الطاقة المجانية والنظيفة من خلال وحدات تتوضع تحت سطح البحر، وهي عبارة عن توربينات توضع على أعماق مختلفة تحت سطح البحر، وتدور بسبب التيارات المتولدة تحت سطح الماء. وتتميز هذه التوربينات بصغر حجمها مقارنة بالتوربينات الهوائية، وذلك بسبب أن كثافة الماء أكبر ب 835 مرة من كثافة الهواء.

تعليم_الجزائر
تعتبر الطاقة المتوافرة في البحر والمحملة على أمواجه من أفضل أنواع الطاقة الطبيعية، فهي آمنة ونظيفة ولا تنضب وليست مهددة بالنفاذ مثل البترول مثلاً، بالإضافة إلى أن هذه الطاقة هي هبة مجانية من الله تعالى سخرها لنا، فهل نشكر الله على نعمه؟
وهنا لا بد من الإشارة إلى أن القرآن سبق العلماء للحديث عن التيارات العميقة في البحار، وسمّاها بالأمواج فقال: (أَوْ كَظُلُمَاتٍ فِي بَحْرٍ لُجِّيٍّ يَغْشَاهُ مَوْجٌ مِنْ فَوْقِهِ مَوْجٌ مِنْ فَوْقِهِ سَحَابٌ ظُلُمَاتٌ بَعْضُهَا فَوْقَ بَعْضٍ)[النور: 40]. فالبحر اللجي هو العميق، وفيه موج داخلي من فوقه موج على السطح من فوقه سحاب.
الطاقة الزرقاء
وهي الطاقة المتولدة في مصب النهر في البحر، حيث تتدفق كميات كبيرة من المياه العذبة في مياه البحر المالحة، ويمكن الاستفادة من هذه الطاقة في توليد الكهرباء، وهذه نعمة من نعم الله علينا القائل: (وَسَخَّرَ لَكُمُ الْأَنْهَارَ)[إبراهيم:32].
وفي هذه الآية الكريمة نرى إشارة قرآنية إلى تسخير الله تعالى للبحر لنبتغي من فضله، يقول تعالى: (اللَّهُ الَّذِي سَخَّرَ لَكُمُ الْبَحْرَ لِتَجْرِيَ الْفُلْكُ فِيهِ بِأَمْرِهِ وَلِتَبْتَغُوا مِنْ فَضْلِهِ وَلَعَلَّكُمْ تَشْكُرُونَ) [الجاثية: 12]. وهنا نلاحظ أن الله تعالى قد جعل البحر مسخّراً لنا لنستفيد منه، وكما رأينا كيف يحاول العلماء اليوم الاستفادة من طاقة أمواج البحر وطاقة حرارة البحر وطاقة الأمواج والتيارات الداخلية للبحر في توليد الطاقة الكهربائية أيضاً.
ولا نملك إلا أن نقول: (سُبْحَانَ الَّذِي سَخَّرَ لَنَا هَذَا وَمَا كُنَّا لَهُ مُقْرِنِينَ * وَإِنَّا إِلَى رَبِّنَا لَمُنْقَلِبُونَ) [الزخرف: 13-14].

منقول للاستفادة

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الحث المتبادل Mutual Inductance

الحث المتبادل
Mutual Inductance

تعليم_الجزائر
نتيجة للتغير في التيار الكهربي في دائرة يؤدي إلى تغيير في الفيض المغناطيسي في دائرة كهربية مجاورة. وهذا بالتأكيد يولد قوة دافعة كهربية في تلك الدائرة ويسمي هذا التأثير بالتأثير الحثي المتبادل Mutual Inductance لأنه نتج من تأثير دائرة كهربية على اخرى.
في الشكل في الاعلى توضيح للتأثير الحثي المتبادل حيث ملفين متجاورين يمر في الملف الأول وعدد لفاته N 1 تيار كهربي قيمته I 1 ينشئ مجالا مغناطيسياً يؤثر على الملف الثاني وعدد لفاته N 2 بفيض مغناطيسي F 21 يؤدي إلى تيار حثي في الملف الثاني وقيمته I 2.
يعرف التأثير الحثي المتبادل M 21 في الملف الثاني من خلال المعادلة التالية:
تعليم_الجزائر
تعليم_الجزائر
إذا كان التيار I 1 في الملف الأول متغير مع الزمن فإن من قانون فارادي تكون القوة الدافعة الكهربية المتولدة في الملف الثاني نتيجة للملف الأول هي:
تعليم_الجزائر
وبنفس الفكرة إذا كان التيار I 2 في الملف الثاني متغير مع الزمن فإن من قانون فارادي تكون القوة الدافعة الكهربية المتولدة في الملف الأول نتيجة للملف الثاني هي:
تعليم_الجزائر
أي ان القوة الدافعة الكهربية المتولدة في ملف تتناسب طردياً من معدل التغير في التيار الكهربي في الملف الآخر .
حالة خاصة:
في حالة ما يكون معدل التغير في التيار dI 1/dt=dI 2/dt فإن القوة الدافعة الكهربية
تعليم_الجزائر تعليم_الجزائر
وهذا يعني أن
M 21=M 12=M
وتكون قيمة القوة الدافعة الكهربية في الملفين تعطى بـ
تعليم_الجزائر تعليم_الجزائر
وتكون وحدة الحث المتبادل هي الهنري Henry

التصنيفات
العلوم الكهربائية

صمام ثنائي Diode

صمام ثنائي Diode
== تعريف ==
صمام ثنائي Diode, هو قطعة إلكترونية ينحصر دوره في ترك التيار الكهربائي يمر ولكن في اتجاه واحد فقط. قبل اكتشاف أشباه الموصلات كانت أنابيب إلكترونية كبيرة تقوم بهذه المهمة.
== استعمال ==
تستعمل الصمامات الثنائية مع عناصر إلكترونية أخرى. وغالبا ما تتخذ في الدوائر المدمجة، وتشكل مع الترانزستورات أهم العناصر الفاعلة. على أنها تستعمل أيضا في الدوائر التي يراد أن يمر فيه التيار في جهة واحدة:

  • في الدوائر التي يكون قيمة الحفاظ على قيمة ثابتة للجهد الكهربائي ضروري جدا، يمكن وصل الصمام بين طرفي المولد (السالب والموجب)، ويصبح الصمام ممررا للتيار بمجرد أن يحيد الجهد عن قيمة معينة، فتنغلق الدارة بين طرفي المولد مما يتسبب في حرق المنصهرة، وتنجوا بالتالي بقية المكونات.

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته موفق بإذن الله … لك مني أجمل تحية .