نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل الآتي تصميمًا لمولد. يتكون المولد من سلك ملفوف حول قلب حديدي. يوجد بجوار الملف قضيب مغناطيسي مربوط بطرف عصًا. عندما تدور العصا، يدور القضيب المغناطيسي، لينشأ عنه مجال مغناطيسي متغير في الملف وفي القلب الحديدي. كيف يمكن زيادة تردد فرق الجهد الناتج؟ أ: بإزالة القلب الحديدي. ب: باستخدام مغناطيس أقوى. ج: بتدوير المغناطيس أسرع. د: بإزالة لفات من الملف. هـ: بإضافة المزيد من اللفات إلى الملف.
نتناول هنا مولدًا. في البداية، دعونا نتذكر سريعًا أن مولدًا كهذا يستخدم الحث الكهرومغناطيسي لحث تيار في ملف موصل. ومع تغير المجال المغناطيسي داخل الملف، يتولد فرق جهد متغير عبر الملف، وهو ما ينتج عنه تيار متردد. يحدث ذلك عادة عن طريق تدوير ملف في مجال مغناطيسي غير متغير. ولكن يمكن أن يحدث أيضًا بطريقة مختلفة من خلال تدوير مغناطيس المولد مع إبقاء الملف ساكنًا. هذا ما يحدث في هذا السؤال.
هنا نريد أن نعرف كيف يمكن زيادة تردد فرق الجهد الناتج. يتناسب فرق الجهد الناتج طرديًّا مع معدل تغير المجال المغناطيسي الذي يتعرض له الملف. هذا يعني أن تردد فرق الجهد الناتج يعتمد على التردد الذي يتغير به المجال المغناطيسي الذي يتعرض له الملف. إذن للإجابة عن هذا السؤال، علينا أن ندرك ما الذي سيزيد من هذا التردد.
لنفكر الآن في تأثير كل تغيير مقترح معطى في الخيارات. يشير الخيار أ إلى إزالة القلب الحديدي. الغرض من القلب الحديدي هو المساعدة في زيادة كفاءة المولد، وزيادة القيمة العظمى لفرق الجهد الناتج إلى أقصى حد عن طريق تشكيل المجال المغناطيسي وتقويته. ستؤدي إزالة القلب الحديدي إلى التخلص من هذه الفوائد مع عدم التأثير على تردد فرق الجهد الناتج. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيار أ.
ننتقل إلى الخيار ب الذي ينص على استخدام مغناطيس أقوى. من شأن هذا أن يزيد من القيمة العظمى لفرق الجهد عبر الملف، لكنه لن يؤثر على التردد. إذن، هذا الخيار غير صحيح أيضًا.
ننتقل إلى الخيار ج الذي ينص على تدوير المغناطيس أسرع. تذكر أن التردد الذي يدور به المغناطيس يناظر تردد فرق الجهد الناتج. لذا، إذا أدرنا المغناطيس بتردد أكبر، فسنزيد بدورنا من تردد فرق الجهد الناتج. بما أن هذه الطريقة ستحقق ما نريده هنا، فيبدو أن الخيار ج هو الخيار الصحيح. لكن دعونا نتحقق من الخيارات المتبقية للتأكد فقط.
يشير الخياران د، هـ إلى تغيير عدد اللفات في الملف. وهذا من شأنه أن يؤثر على القيمة العظمى لفرق الجهد، ولكن ليس على تردده. إذن، كلا الخيارين غير صحيح.
وعليه، نعلم أن الإجابة الصحيحة هي الخيار ج. يمكن زيادة تردد فرق الجهد الناتج عن المولد بتدوير المغناطيس أسرع.
