ثانوية أرشيف المدونة

المحول الكهربي والمحرك الكهربي: الكفاءة وخطوط نقل القدرة

المحول يعمل بـالحث المتبادل: تيار متغير في الابتدائي يغيّر الفيض فيتولد جهد في الثانوي. وكل مسائله تدور حول نسبة اللفات والقدرة. وفي صفحة الأسئلة تجد باقي الدرس.

فكرة المحول

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المحول يعمل بالحث المتبادل ويحتاج فيضًا متغيرًا،‏ والتيار موحد الشدة والاتجاه (ثابت) لا يغير الفيض

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المحول الرافع يعمل بجهد متردد وقلبه حديد مطاوع،‏ وعدد لفات الثانوي أكبر من الابتدائي: Ns=100>Np=10N_s = 100 > N_p = 10

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المصدر بطارية (جهد مستمر) فالفيض ثابت ولا يتولد جهد في الثانوي،‏ فيكون الفرق صفرًا

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المحول لا يغير التردد فالنسبة 1:11 : 1

الإجابة (د).

المحول المثالي

VsVp=NsNp=IpIs\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p} = \frac{I_p}{I_s}
سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

القدرة ثابتة في المحول المثالي Pp=PsP_p = P_s والتردد والفيض لا يتغيران

Vs>VpV_s > V_p فـ Is<IpI_s < I_p أي تقل القيمة العظمى للتيار

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

NsNp=VsVp⇒Ns=80×5010=400\frac{N_s}{N_p} = \frac{V_s}{V_p} \Rightarrow N_s = 80\times\frac{50}{10} = 400 لفة

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vs=Vp NsNp=240×2=480V_s = V_p\,\frac{N_s}{N_p} = 240\times2 = 480 V

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Is=Ip NpNs=3×12=1.5I_s = I_p\,\frac{N_p}{N_s} = 3\times\frac{1}{2} = 1.5 A

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vs=Vp NsNp=240×2505000=12V_s = V_p\,\frac{N_s}{N_p} = 240\times\frac{250}{5000} = 12 V

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

جهد الثانوي يتحدد بجهد المصدر ونسبة اللفات Vs=Vp NsNpV_s = V_p\,\frac{N_s}{N_p} ولا يتأثر بالحمل فلا يتغير

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

بفتح المفتاح تزداد المقاومة الكلية للثانوي فيقل IsI_s

Pp=PsP_p = P_s والجهد ثابت فيقل تيار الابتدائي

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

NsNp=VsVp⇒Ns=200×50100=100\frac{N_s}{N_p} = \frac{V_s}{V_p} \Rightarrow N_s = 200\times\frac{50}{100} = 100 لفة وهي بين aa و bb

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Ns=200×400100=800N_s = 200\times\frac{400}{100} = 800 لفة

300+500=800300 + 500 = 800 وهي بين bb و dd

الإجابة (ج).

كفاءة المحول

η=PsPp=VsIsVpIp\eta = \frac{P_s}{P_p} = \frac{V_sI_s}{V_pI_p}

وفي مسائل هذا الدرس للمحول غير المثالي:

η=Vs NpVp Ns\eta = \frac{V_s\,N_p}{V_p\,N_s}
سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
η=Vs NpVp Ns⇒0.9=12×33Vp×2\eta = \frac{V_s\,N_p}{V_p\,N_s} \Rightarrow 0.9 = \frac{12\times33}{V_p\times2}

Vp=220V_p = 220 V

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
η=VsIsVpIp=3000×0.06120×2=0.75=75%\eta = \frac{V_sI_s}{V_pI_p} = \frac{3000\times0.06}{120\times2} = 0.75 = 75\%

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
η=Vs NpVp Ns=17.6×10220×1=0.8=80%\eta = \frac{V_s\,N_p}{V_p\,N_s} = \frac{17.6\times10}{220\times1} = 0.8 = 80\%

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

η=PsPp=0.8\eta = \frac{P_s}{P_p} = 0.8 أي أن الفقد في القدرة 20% من قدرة الابتدائي

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Ps=η VpIp=0.9×110×2=198P_s = \eta\,V_pI_p = 0.9\times110\times2 = 198 W

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
η=Vs NpVp Ns⇒0.96=24×440220 Ns\eta = \frac{V_s\,N_p}{V_p\,N_s} \Rightarrow 0.96 = \frac{24\times440}{220\,N_s}

Ns=50N_s = 50 لفة

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
η=Vs NpVp Ns⇒0.8=8×1600200 Ns\eta = \frac{V_s\,N_p}{V_p\,N_s} \Rightarrow 0.8 = \frac{8\times1600}{200\,N_s}

Ns=80N_s = 80 لفة

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

الجهد على اللفة =2201100=0.2= \frac{220}{1100} = 0.2 V

Nx=60.2=30N_x = \frac{6}{0.2} = 30 لفة و Ny=120.2=60N_y = \frac{12}{0.2} = 60 لفة

الإجابة (أ).

القدرة والحمل

P=VsIs=Is2R=Vs2RP = V_sI_s = I_s^2R = \frac{V_s^2}{R}
سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

نقل الزالق من (1) إلى (2) يقلل NpN_p فـ Vs=Vp NsNpV_s = V_p\,\frac{N_s}{N_p} يزداد

Is=VsRI_s = \frac{V_s}{R} تزداد و P=VsIsP = V_sI_s تزداد

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vs=6022=60V_s = \frac{60\sqrt2}{\sqrt2} = 60 V و Is=PVs=150060=25I_s = \frac{P}{V_s} = \frac{1500}{60} = 25 A

Ip=Is NsNp=25×80100=20I_p = I_s\,\frac{N_s}{N_p} = 25\times\frac{80}{100} = 20 A

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

P=Vs2R=(2×104)2104=4×104P = \frac{V_s^2}{R} = \frac{(2\times10^4)^2}{10^4} = 4\times10^4 W

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vs,max=400×50200=100V_{s,max} = 400\times\frac{50}{200} = 100 V

P=Vrms2R=Vmax22R=10022×25=200P = \frac{V_{rms}^2}{R} = \frac{V_{max}^2}{2R} = \frac{100^2}{2\times25} = 200 W

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

كل ملف ثانوي مستقل،‏ وجهده Vp NsNpV_p\,\frac{N_s}{N_p} يتحدد بالجهد ونسبة اللفات فقط،‏ وفتح (K) لا يغيره،‏ فتبقى الإضاءة ثابتة

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

الجهد على اللفة =6001200=0.5= \frac{600}{1200} = 0.5 V

(Vs)1=60×0.5=30(V_s)_1 = 60\times0.5 = 30 V و (Vs)2=30×0.5=15(V_s)_2 = 30\times0.5 = 15 V

الإجابة (د).

محولان متتاليان

جهد خرج الأول هو جهد دخل الثاني،‏ فتُضرب النسب،‏ وتُضرب الكفاءتان:

V2=V1 Ns1Np1 Ns2Np2ηtotal=η1η2V_2 = V_1\,\frac{N_{s1}}{N_{p1}}\,\frac{N_{s2}}{N_{p2}} \qquad \eta_{total} = \eta_1\eta_2
سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

V2=V1×3NN×4NN=50×3×4=600V_2 = V_1\times\frac{3N}{N}\times\frac{4N}{N} = 50\times3\times4 = 600 V

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vs=η Vp NsNpV_s = \eta\,V_p\,\frac{N_s}{N_p} فالأول 0.75×50×4=1500.75\times50\times4 = 150 V

والثاني 0.75×150×4=4500.75\times150\times4 = 450 V

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل
PRPsource=ηx ηy=0.9×0.9=81100\frac{P_R}{P_{source}} = \eta_x\,\eta_y = 0.9\times0.9 = \frac{81}{100}

الإجابة (د).

نقل القدرة

لرفع الجهد على الخط يقل التيار I=PVI = \frac{P}{V}،‏ فيقل الفقد Ploss=I2RP_{loss} = I^2R.

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

I=PVI = \frac{P}{V} يقل للعُشر،‏ والفقد Ploss=I2RP_{loss} = I^2R يقل لـ (110)2=1100\left(\frac{1}{10}\right)^2 = \frac{1}{100}

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Vline=200×5=1000V_{line} = 200\times5 = 1000 V و I=PV=1000001000=100I = \frac{P}{V} = \frac{100000}{1000} = 100 A

Ploss=I2R=1002×4=40P_{loss} = I^2R = 100^2\times4 = 40 kW

η=100−40100=60%\eta = \frac{100-40}{100} = 60\%

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

ΔV=IR=200×0.5=100\Delta V = IR = 200\times0.5 = 100 V

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

Ploss=I2R=2002×0.5=2×104P_{loss} = I^2R = 200^2\times0.5 = 2\times10^4 W

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

I=PV=4000002×104=20I = \frac{P}{V} = \frac{400000}{2\times10^4} = 20 A

Ploss=I2R=202×200=8×104P_{loss} = I^2R = 20^2\times200 = 8\times10^4 W

الإجابة (أ).

المحرك الكهربي

المحرك يحول الطاقة الكهربية إلى ميكانيكية،‏ وعزم الازدواج عليه τ=NBIAsin⁡θ\tau = NBIA\sin\theta حيث θ\theta الزاوية بين العمودي على الملف والمجال.

I=V−emfbRI = \frac{V - emf_b}{R}
سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المحرك الكهربي يحول الطاقة الكهربية إلى ميكانيكية (والمولد العكس)

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

المبدل (الكوموتيتور) يعكس اتجاه التيار في الملف كل نصف دورة

الإجابة (ج).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

بعد ربع دورة يكون الملف عموديًا على المجال وينقطع التيار ويتلاشى العزم،‏ فيستمر الملف في الحركة بالقصور الذاتي

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

تتولد في الملف emf مستحثة عكسية تزداد بزيادة السرعة حتى يتساوى عزم الازدواج مع عزم الاحتكاك فتثبت السرعة

الإجابة (د).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

I=V−emfbR=220−18020=2I = \frac{V - emf_b}{R} = \frac{220-180}{20} = 2 A

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

I=V−emfbRI = \frac{V - emf_b}{R} فبازدياد السرعة تزداد emf العكسية حتى تثبت،‏ ويقل التيار حتى يثبت

الإجابة (ب).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

عندما يكون الملف عموديًا على المجال تنقطع الفرشتان عن التيار (فاصل المبدل) فينعدم التيار وتنعدم القوة

الإجابة (أ).

سؤال من درس «المحول الكهربي»
اعرض الحل

عند أقصى سرعة emfb≈Vemf_b \approx V فزيادة emf المصدر تزيد emf العكسية اللازمة،‏ أي تزداد أقصى سرعة

الإجابة (أ).

قبل الامتحان

وجدت خطأ في المقال أو عندك اقتراح؟ 📧 تواصل معنا

← كل المقالات