تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: إيجاد شدة تيار الخرج لمحول كهربي الفيزياء

محول خافض للجهد كفاءته ‪100%‬‏وعدد لفات ملفه الابتدائي ‪100‬‏ لفة وعدد لفات ملفه الثانوي ‪20‬‏ لفة. فرق جهد دخله يساوي ‪250 V‬‏، وقدرة دخله تساوي ‪7500 W‬‏. ما شدة تيار الخرج؟

٠٨:٢٧

‏نسخة الفيديو النصية

محول خافض للجهد كفاءته 100 بالمائة وعدد لفات ملفه الابتدائي 100 لفة وعدد لفات ملفه الثانوي 20 لفة. فرق جهد دخله يساوي 250 فولت، وقدرة دخله تساوي 7500 وات. ما شدة تيار الخرج؟

لنبدأ بوضع خط تحت جميع المعلومات المهمة في السؤال. حسنًا، أولًا، نعلم أن لدينا محولًا كهربيًّا كفاءته 100 بالمائة. ونعلم أيضًا أنه محول خافض للجهد. ويمكننا ملاحظة ذلك من عدد لفات الملف الابتدائي والملف الثانوي. عدد لفات الملف الابتدائي 100 لفة، وعدد لفات الملف الثانوي 20 لفة. ومن ثم، يجب أن يكون المحول خافضًا للجهد. وذلك لأن عدد لفات الملف الابتدائي أكبر من عدد لفات الملف الثانوي.

نعلم أيضًا أن فرق جهد الدخل يساوي 250 فولت، وقدرة الدخل تساوي 7500 وات. والمطلوب منا هو إيجاد شدة تيار الخرج. يمكننا الآن رسم شكل للمحول هنا. دعونا نفعل ذلك.

ها هو شكل المحول. عادة ما يتكون المحول الكهربي من ملف ابتدائي، وهو المرسوم هنا باللون البرتقالي، وملف ثانوي، وهو المرسوم باللون الوردي، وقلب، عادة ما يكون من الحديد، وهو المرسوم باللون الأزرق. لقد أشرنا هنا أيضًا إلى جميع الكميات المعطاة في السؤال. على سبيل المثال، ‪𝑉𝑖‬‏ أو فرق جهد الدخل يساوي 250 فولت. وقدرة الدخل ‪𝑃𝑖‬‏ تساوي 7500 وات. في هذا السؤال، مطلوب منا حساب ‪𝐼𝑜‬‏ أو شدة تيار الخرج.

يمكننا أيضًا تسمية عدد لفات الملف الابتدائي ‪𝑁𝑖‬‏. وسنسمي الملف الثانوي ‪𝑁𝑜‬‏. نعلم أن هذا المحول الكهربي كفاءته 100 بالمائة. وقد علمنا ذلك من السؤال. وهذا يعني أنه لا يفقد أي طاقة في البيئة المحيطة به. وتظل الطاقة كلها في النظام.

ومن ثم، يجب ألا تتغير القدرة من أحد الجانبين إلى الآخر أيضًا. ويرجع السبب في ذلك إلى أن القدرة هي معدل انتقال الطاقة. وإذا لم تفقد أي طاقة في البيئة المحيطة، فستظل القدرة، التي تمثل مقدار الطاقة المنتقلة لكل وحدة زمن، كما هي في كلا الجانبين. وباستخدام هذا المنطق، نعلم أن قدرة الخرج ‪𝑃𝑜‬‏ تساوي أيضًا 7500 وات، تمامًا مثل القدرة في جانب الملف الابتدائي. وهذه إحدى خصائص المحولات الكهربية المثالية أو التي كفاءتها 100 بالمائة. إنها لا تفقد أي قدرة.

بالطبع في الحياة الواقعية، يصعب صنع محولات كهربية مثالية؛ لأنه سيكون هناك دائمًا شكل من أشكال فقد الطاقة مثل الفقد الناتج عن مقاومة الأسلاك أو حدوث تيارات دوامية في القلب الحديدي، أو أشياء من هذا القبيل. لكن في هذا السؤال، سنفترض أن لدينا محولًا كهربيًّا مثاليًّا كفاءته 100 بالمائة. فلنتعامل إذن على هذا الأساس.

نعرف قيمة القدرة في كلا جانبي المحول، ونعرف الجهد المطبق على جانب الملف الابتدائي. ونريد إيجاد شدة التيار المار في جانب الملف الثانوي. للقيام بذلك، يمكننا أولًا إيجاد قيمة الجهد المطبق على جانب الملف الثانوي. ويمكن إيجاد ذلك باستخدام معادلة المحول الكهربي.

تصف معادلة المحول الكهربي في الأساس الغرض الأساسي من المحول. إذن، في هذه الحالة، لدينا محول خافض للجهد، وهو ما يعني أن الجهد ينخفض من أحد الجانبين إلى الجانب الآخر. ما يعنيه هذا تحديدًا هو أن نسبة الجهد في كلا الجانبين تساوي نسبة عدد اللفات في كلا الجانبين. هذه جملة طويلة ومعقدة بعض الشيء. لكن سيسهل فهمها كثيرًا عندما نكتبها بالرموز.

المعادلة هي: ‪𝑉𝑜‬‏ على ‪𝑉𝑖‬‏، أي النسبة بين جهد الخرج وجهد الدخل، يساوي ‪𝑁𝑜‬‏ على ‪𝑁𝑖‬‏، أي النسبة بين عدد اللفات في كلا الملفين. وهذا هو الغرض من المحول الكهربي. إنه يحول الجهد من أحد الجانبين إلى الآخر، حسب نسبة عدد اللفات في كلا الجانبين.

يمكننا إذن أخذ هذه المعادلة وإعادة ترتيبها لإيجاد قيمة الجهد المطبق على جانب الخرج. إذا ضربنا طرفي المعادلة في جهد الدخل ‪𝑉𝑖‬‏ فسنحصل على: ‪𝑉𝑜‬‏ يساوي ‪𝑉𝑖‬‏ مضروبًا في النسبة بين عدد اللفات، ‪𝑁𝑜‬‏ على ‪𝑁𝑖‬‏. يمكننا بعد ذلك التعويض بالقيم العددية؛ ‪𝑉𝑖‬‏ يساوي 250 فولت، و‪𝑁𝑜‬‏ يساوي 20، و‪𝑁𝑖‬‏ يساوي 100. وهذا يعطينا قيمة لجهد الخرج تساوي 50 فولت. إذن، يمكننا كتابة هذه المعلومة المفيدة على جانب الملف الثانوي في الشكل.

الآن، أصبح لدينا الجهد المطبق على جانب الملف الثانوي وكذلك القدرة على جانب الملف الثانوي. وعلينا الآن حساب شدة التيار المار في جانب الملف الثانوي. في هذه المرحلة، يمكننا تجاهل جانب الملف الابتدائي. لقد حصلنا على جميع المعلومات الممكنة الخاصة بهذا الجانب. ومن ثم علينا التركيز الآن على الجزء المرسوم باللون الوردي فقط. علينا إيجاد علاقة تربط بين الجهد وشدة التيار والقدرة، في هذه الحالة، في جانب الملف الثانوي.

لعلنا نتذكر أن القدرة في الدائرة الكهربية تساوي ببساطة الجهد مضروبًا في شدة التيار. لذا يمكننا أخذ هذه العلاقة وإعادة ترتيبها لإيجاد شدة التيار. إذا قسمنا طرفي المعادلة على الجهد ‪𝑉‬‏، فسنجد أن القدرة مقسومة على الجهد تساوي شدة التيار.

في هذه الحالة، نتناول القدرة والجهد وشدة التيار المار في جانب الملف الثانوي أو جانب الخرج. لذا، يمكننا إضافة ‪𝑜‬‏ لجميع هذه القيم. بعد ذلك، لم يتبق سوى التعويض بقيمتي قدرة الخرج وجهد الخرج. وهذا يقودنا إلى الإجابة النهائية، وهي أن شدة تيار الخرج تساوي 150 أمبير.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.