الصفحات

(10 متقدم ف3)( 12 عام ف2 )( الوحدة 19 الحث الكهرومغناطيسي ) Mc Graw Hill

الوحدة 19 الحث الكهرومغناطيسي 

القسم 1-19 حث التيارات 
الدرس الأول 
https://youtu.be/BKWito6ecVI

الدرس الثاني 
https://youtu.be/d5_5YzHPlyM

الدرس الثالث 
https://youtu.be/AMWh7n-5xqo
بور بونت الثلاث دروس ( جديد)
https://drive.google.com/file/d/1fmVlxeE1YxBCw9JDAYW8qFFV0fsMudIO/view?usp=sharing
القسم 2-19 تطبيقات التيارات المستحثة 

 الدرس الأول قانون لينز 
https://youtu.be/aMokF-70yc0

الدرس الثاني تطبيقات على قانون لينز 
https://youtu.be/emb2aqn9Qxs

 الدرس الثالث الحث الكهرومغناطيسي الذاتي 
https://youtu.be/DXwsgJx7ao8

 الدرس الرابع المحولات الكهربائية 

https://youtu.be/DWNBTdHuYPc
بور بونت الأربع دروس ( جديد) 
https://drive.google.com/file/d/1dJ7My4j9Sd1-XLUKwBY3AQRPxVjj_Rtf/view?usp=sharing

 أسئلة وأجوبة على الحث الكهرومغناطيسي 
https://drive.google.com/file/d/0B976YZX4SobqUG14NE9EQ1dWaG8/view?usp=sharing
اتقان المفاهيم PDF
https://drive.google.com/file/d/1EW7LYzi2k05ZvxPWO7TAyIOXttw9AeNb/view?usp=sharing

 الاختبار المعياري للحث الكهرومغناطيسي 
https://drive.google.com/file/d/1xKhTyKRbp9zCysVZdIkzFUfSeWqPYt2t/view?usp=sharing
مسائل الكتاب 



1. You move a straight wire that is 0.5 m long at a speed of 20 m/s vertically through a 0.4-T magnetic field pointed in the horizontal direction.
a. What EMF is induced in the wire?
b. The wire is part of a circuit with a total resistance of 6.0 Ω. What is the current?

1- أنت تحرك سلكاً مستقيماً طوله 0.5m بسرعة تبلغ 20m/s رأسياً عبر مجال مغناطيسي تبلغ شدته 0.4T ويأخذ اتجاهاً أفقياً .
a- ما مقدار القوة الدافعة  EMF المستحثة في السلك ؟

b- السلك جزء من دائرة بمقاومة إجمالية تبلغ 6.0Ω ما التيار المستحث ؟

2. A straight wire that is 25 m long is mounted on an airplane flying at 125 m/s. The wire moves in a perpendicular direction through Earth’s magnetic field (B = 5.0×10−5 T). What EMF is induced in the wire?
2-يت تركيب سلك مستقيم يبلغ طوله 25m على طائرة تطير بسرعة   125m/s . يتحرك السلك في اتجاه متعامد مع المجال المغناطيسي للكرة الأرضية B=5.0X10-5T ما  القوة الدافعة الكهربائية المستحثة EMF في السلك .


3. A straight wire segment in a circuit is 30.0 m long and moves at 2.0 m/s perpendicular to a magnetic field.
a. A 6.0-V EMF is induced. What is the magnetic field?
b. The total resistance of the circuit is 5.0 Ω. What is the current?
3 – يبلغ طول سلك مستقيم في دائرة  30.0m ويتحرك بسرعة 2.0m/s متعامداً على مجال مغناطيسي .
a- يتم حث قوة دافعة كهربائية EMF مستحثة تبلغ 6.0V ما شدة المجال المغناطيسي ؟
b  - تبلغ المقاومة الإجمالية للدائرة 5.0Ω ما قيمة التيار المستحث ؟

  

4. CHALLENGE A horseshoe magnet is mounted so that the magnetic field lines are vertical. You pass a straight wire between the poles and pull it toward you.
The current through the wire is from right to left. Which is the magnet’s north pole? Explain.

4- تم تركيب مغناطيس على شكل حدوة فرس بحيث تكون خطوط المجال المغناطيسي رأسية . تقوم بتمرير سلك بين القطبين وتسحبه نحوك . يمر التيار عبر السلك من اليمين إلى اليسار . أي القطبين هو قطب الشمال للمغناطيس ؟ علل إجابتك .



5. A generator develops a maximum potential difference of 170 V.
a. What is the effective potential difference?
b. A 60-W lamp is placed across the generator with an Imax of 0.70. What is the effective current through the lamp?
c. What is the resistance of the lamp?
5– ينتج المولد حداً أقصى من فرق الجهد يبلغ 170V .
a- ما فرق الجهد الفعال ؟
b  - إذا وصل مصباح بقدرة 60w بالمولد وكانت القيمة العظمى للتيار 0.70A . ما مقدار التيار الفعال المار بالمصباح؟
C- ما مقاومة المصباح عندما يعمل ؟


6. The RMS potential difference of an AC household outlet is 117 V. What is the maximum potential difference across a lamp connected to the outlet? If the RMS current through the lamp is 5.5 A, what is the lamp’s maximum current?
6- يبلغ فرق جهد RMS في منفذ كهربائي منزلي بتيار متناوب 117V . ما أقصى فرق جهد يمر بمصباح متصل بالمنفذ ؟ إذا كان تيار RMS المار بالمصباح يبلغ 5.5A فما أقصى تيار للمصباح ؟

7. If the average power used over time by an electric light is 75 W, what is the peak power?
7- إذا كان متوسط القدرة التي يستخدمها مصباح كهربائي مع الزمن يبلغ 75w . فما أقصى القدرة ؟



8. CHALLENGE An AC generator delivers a peak potential difference of 425 V.
a. What is the Veff in a circuit connected to the generator?
b. The resistance is 5.0×102 Ω. What is the effective current?
8– التحدي : يوفر مولد تيار متناوب أقصى فارق جهد تبلغ 425V .
a- ما فرق الجهد الفعالVeff لدائرة متصلة بالمولد  ؟
b  - تبلغ المقاومة 5.0X102Ω ما التيار الفعال ؟

9. Generator Could you make a generator by mounting permanent magnets on a rotating
shaft and keeping the coil stationary? Explain.
Yes, only relative motion between the coil and the magnetic field is important.

10. Bike Generator A bike generator lights the headlamp. What is the source of the energy for the bulb when the rider travels along a
flat road?
the stored chemical energy of the bike rider
9- الفكرة الرئيسة :استخدم مفهوم الحث الكهرومغناطيسي لشرح طريقة عمل مولد كهربائي.
الجواب : 
10- المولد : هل يمكنك عمل مولد عن طريق تركيب مغناطيسات دائمة على عمود دوار والحفاظ على ثبات الملف ؟ علل إجابتك .
الجواب : الحركة النسبية بين الملف والمجال المغناطيسي هي المهمة فقط لذلك نستطيع عمل مواد

11. Microphone Consider the microphone shown in Figure 25-3. When the diaphragm is pushed in, what is the direction of the current in the coil?
clockwise from the left
11- مولد الدراجة :يضيء مولد صغير على دراجتك المصباح الأمامي للدراجة . ما مصدر الطاقة للمصباح عندما تقود على طريق مسطح ؟
الجواب : مصدرها الطاقة الكيميائية المخزنه لراكب الدراجة 

 12. Microphone Consider the microphone shown in Figure 3. What happens when the diaphragm is pushed in?

12 . الميكروفون فكر في الميكروفون الظاهر في الشكل 3. ماذا
يحدث عند ضغط الغشاء الرقيق للداخل؟

SOLUTION:
A current is induced in the coil.(يتم إحداث تيار في الملف)

13. Frequency What changes to an electric generator are required to increase 
frequency?
13 . التردد ما التغيرات المطلوبة في مولد الكهرباء لزيادة التردد؟
SOLUTION:
You could increase the number of magnetic pole pairs or make the armature spin faster.(يمكنك زيادة عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية أو جعل عضو الإنتاج يدور بشكل أسرع)

14. Output Potential Difference Explain why the output potential difference of an electric generator increases when
the magnetic field is made stronger. What is another way to increase the output potential difference?
4 . فرق جهد المصدر اشرح السبب في زيادة فرق جهد المصدر لمولد كهربائي عند زيادة قوة المجال المغناطيسي. اذكر طريقة أخرى لزيادة فرق جهد الخرج؟
SOLUTION:
The magnitude of the induced EMF is directly related to the strength of the magnetic field. A greater potential difference is induced in the conductor(s) if the field strength is increased. Because EMF = BLv(sin θ ), you can also increase output potential difference by increasing the length of the wire or the velocity of the wire.
(يرتبط حجم المجال المغناطيسي المستحث ارتباطًا مباشرًا بقوة المجال المغناطيسي. يتم إحداث فرق محتمل أكبر في الموصل (الموصلات) إذا زادت شدة المجال. نظرًا لأن EMF = BLv(sin θ )، يمكنك أيضًا زيادة فرق جهد الخرج عن طريق زيادة طول السلك أو سرعة السلك.)


15. Critical Thinking A student asks, “Why does AC dissipate any power? The energy going into a lamp when the current is positive is removed when the current is negative. The net is zero.” Explain why this reasoning is wrong.
15. التفكير الناقد يسأل أحد الطلاب "لماذا يشتت التيار المتردد أي قدرة؟ إن الطاقة الداخلة إلى مصباح عندما يكون
التيار موج ً با تزول عندما يكون التيار سال ً با. ويكون الناتج صفر." اشرح سبب خطأ هذا المنطق.
SOLUTION:
Power is the rate at which energy is transferred. Power is the product of I and V. When I is positive, so
is V and therefore, P is positive. When I is negative, so is V; thus, P is positive again. Energy is always
transferred through the lamp.
(الطاقة هي المعدل الذي يتم به نقل الطاقة. القوة هي حاصل ضرب I وV. وعندما تكون I موجبة، تكون V كذلك، وبالتالي تكون P موجبة.
  عندما I  تكون سلبيًا، كذلك يكون V؛ وبالتالي، P موجب مرة أخرى. الطاقة دائما يتم نقلها من خلال المصباح.)

16. A step-down transformer has 7500 turns on its primary coil and 125 turns on its secondary coil. The potential difference across the primary circuit is 7.2 kV. What is the potential difference across the secondary circuit? If the current in the secondary circuit is 36 A, what is the current in the primary circuit?
16. يحتوي محول لخفض الجهد على 7500 لفة في ملفه الرئيسي و 125 لفة في ملفه الثانوي. يبلغ فرق الجهد عبر الدائرة الرئيسة 7.2 kV . ما فرق الجهد عبر الدائرة الثانوية؟ إذا كان التيار في الدائرة الثانوية يبلغ 36 A . فما التيار في الدائرة الرئيسة؟









17. CHALLENGE A step-up transformer has 300 turns on its primary coil and 90,000 turns on its secondary coil. The potential difference of the generator to which the primary circuit is attached is 60.0 V. The transformer is 95 percent efficient. What is the potential difference across the secondary circuit? The current in the secondary circuit is 0.50 A. What current is in the primary circuit?

17 . تحدي: يحتوي محول لرفع الجهد على 300 لفة في ملفه الرئيسي و 90,000 لفة في ملفه الثانوي.يبلغ فرق الجهد في المولد المتصلة به الدائرة الرئيسة 60.0 V . وتبلغ كفاءة المحول 95 في المائة.ما فرق الجهد عبر الدائرة الثانوية؟ التيار في الدائرة الثانوية يبلغ 0.50 A . فما التيار في الدائرة الرئيسة؟









18. MAIN IDEA You hang a coil of wire with its ends joined so it can swing easily. If you now plunge a magnet into the coil, the coil will start to swing. Which way will it swing relative to the magnet and why?
18. الفكرةالرئيسة ملف سلكي معلق من طرفيه بحيث يستطيع التأرجح بسهولة. إذا قربت مغناطي ً سا إلى الملف، فسيبدأ الملف
في التأرجح. ما الاتجاه الذي سيتأرجح به الملف بالنسبة إلى المغناطيس ولماذا؟
SOLUTION:
Away from the magnet; the changing magnetic field induces a current in the coil, producing a magnetic
field. This field opposes the field of the magnet, and thus, the force between coil and magnet is
repulsive.
(بعيدًا عن المغناطيس؛ يؤدي المجال المغناطيسي المتغير إلى إحداث تيار في الملف، مما ينتج عنه مجال مغناطيسي.
هذا المجال يعارض مجال المغناطيس، وبالتالي فإن القوة بين الملف والمغناطيس تكون تنافرية.) 

19. Motors If you unplugged a running vacuum cleaner from a wall outlet, you would be much more likely to see a spark than you would be if you unplugged a lighted lamp from the wall. Why?
19 . المحركات إذا فصلت قابس مكنسة كهربائية أثناء التشغيل من المنفذ الكهربائي في الحائط، فستلاحظ شرارة كهربائية ،ولكن لا
تلاحظ هذه الشرارة إذا فصلت قابس مصبا ً حا مضي ً ئا عن منفذ الكهرباء في الحائط. لماذا؟
SOLUTION:
The inductance of the motor creates an EMF that causes the spark. The bulb has very low selfinductance, so there is no EMF.
(إن محاثة المحرك تخلق المجال الكهرومغناطيسي الذي يسبب الشرارة. المصباح لديه حث ذاتي منخفض جدًا، لذلك لا يوجد EMF.)

20. Transformers and Current Explain why a transformer may be operated only on alternating current.
20. المحولات والتيار اشرح السبب في أن المحولات لا تعمل إلا على تيار متردد فقط.
SOLUTION:
Transformers rely on changing currents to induce changing magnetic fields. DC always produces the
same magnetic field and thus can’t induce a current in another wire.
(تعتمد المحولات على التيارات المتغيرة للحث فتعمل على تغيير المجالات المغناطيسية. يُنتج التيار المستمر دائمًا نفس المجال المغناطيسي، وبالتالي لا يمكنه إحداث تيار في سلك آخر.)


21. Transformers Frequently, transformer coils that have only a few turns are made of very thick (low-resistance) wire, while those with many turns are made of thin wire. Why?
1 . المحولات: كثيرا ما يتم عمل ملفات المحولات التي تحتوي على لفات قليلة فقط من سلك سميك جدا (منخفض المقاومة)
بينما ُ تصنع المحولات ذات اللفات الكثيرة من سلك رفيع. لماذا؟
SOLUTION:
More current can go through the coil with fewer turns, so thick wires with capacity for large currents
are needed. Also, resistance must be kept low to prevent voltage drops and I2R power loss and heating.
(يمكن أن يمر تيار أكبر عبر الملف بعدد لفات أقل، لذلك هناك حاجة إلى أسلاك سميكة ذات قدرة على تحمل تيارات كبيرة.
أيضًا، يجب أن تظل المقاومة منخفضة لمنع انخفاض الجهد وفقدان طاقة I2R والتسخين.)

22. Step-Up Transformers Refer to the step-up transformer shown in Figure 15. Explain what would happen to the primary current if the secondary coil were short-circuited
22. محولات رفع الجهد راجع محول رفع الجهد الظاهر في الشكل 15 . اشرح ما يحدث للتيار في ملف المحول الرئيس إذا تم فتح دائرة الملف الثانوي.




SOLUTION:
According to the transformer equations, the ratio of primary to secondary current is equal to the ratio of
turns and doesn’t change. Thus, if the secondary current increased, so would the primary.
(وفقا لمعادلات المحولات، فإن نسبة التيار الأولي إلى الثانوي تساوي نسبة اللفات ولا تتغير. وبالتالي، 
إذا زاد التيار الثانوي، كذلك فإن التيار الأساسي يزداد)

23. Critical Thinking Would permanent magnets make good transformer cores? Explain.
3 . التفكير الناقد :هل يمكن صنع قلب المحول من مغناطيسات دائمة للحصول على محول جيد؟ علل إجابتك.
SOLUTION:
No, induced EMF depends on a changing magnetic field through the core. Permanent magnets are
“permanent” because they are made of materials that resist such changes.
(لا،
يعتمد المجال المغناطيسي المستحث على المجال المغناطيسي المتغير عبر القلب. يعتبر المغناطيس الدائم "دائمًا" لأنه مصنوع من مواد تقاوم مثل هذه التغييرات.)


24. BIG IDEA You have a wire connected in a circuit and two magnets. Describe how you could use them to generate potential difference and current.
24 . الفكرةالرئيسة:  لديك سلك متصل في دائرة ومغناطيسين. صف كيف يمكنك استخدامهم في توليد فرق الجهد والتيار.
SOLUTION:
You would set up a magnetic field (north and south poles facing). You could generate a potential
difference (EMF) by moving the wire within the field or moving the field and keeping the wire still. In
both cases, the wire and field are at right angles. Because the wire is connected in a circuit, the EMF
generates current.
(يمكنك إنشاء مجال مغناطيسي (يواجه القطبين الشمالي والجنوبي).
يمكنك توليد فرق الجهد (EMF) عن طريق تحريك السلك داخل المجال أو تحريك المجال وإبقاء السلك ثابتًا. في كلتا الحالتين، يكون السلك والمجال في زوايا قائمة. نظرًا لأن السلك متصل في دائرة، فإن المجال الكهرومغناطيسي يولد تيارًا)

25. Explain how AC and DC generators differ in the way they connect to electric circuits.
5 . اشرح كيف تختلف مولدات التيار المتردد والتيارالمستمر في الطريقة التي يتصلان بها مع الدوائر الكهربائية.
SOLUTION:
DC generators connect using commutators so current is in one direction; AC generators use slip-ring
devices in which one ring is connected to one end of the wire on the armature, and the other ring is
connected to the other end of the wire. As the armature rotates in the magnetic field through 180°, the
induced EMF reverses direction.
(تتصل مولدات التيار المستمر باستخدام مبدلات التيار بحيث يكون التيار في اتجاه واحد؛ تستخدم مولدات التيار المتردد أجهزة ذات حلقة منزلقة يتم فيها توصيل حلقة واحدة بأحد طرفي السلك الموجود على عضو الإنتاج، ويتم توصيل الحلقة الأخرى بالطرف الآخر من السلك.
عندما يدور عضو الإنتاج في المجال المغناطيسي بزاوية 180 درجة، فإن المجال الكهرومغناطيسي المستحث يعكس اتجاهه.)

26. Why is iron used in an armature?
26 . لماذا يتم استخدام الحديد في الملف الكهربائي؟
SOLUTION:
Iron is used in an armature to increase the strength of the magnetic field.
(يستخدم الحديد في حديد التسليح لزيادة قوة المجال المغناطيسي.)


27. A single conductor moves through a magnetic field and generates a potential difference. In what direction should the wire be moved, relative to the magnetic field, to generate the minimum potential difference?

27 . يتحرك موصل مستقيم عبر مجال مغناطيسي ويولد فرق جهد. ما الاتجاه الذي ينبغي تحريك السلك فيه بالنسبة إلى المجال المغناطيسي ولا تتولد EMF


SOLUTION:
The minimum amount of potential difference (0 V) is generated when the conductor is moving parallel to the magnetic lines of force.
 (يتم إنشاء الحد الأدنى من فرق الجهد (0 V) عندما يتحرك الموصل بالتوازي مع خطوط القوة المغناطيسية.)

28. In which direction would the electric field in the wire point if the wire were pulled to the right?
28. حدد اتجاه التيار الكهربائي الذي سيتولد في السلك إذا تم سحب السلك إلى اليمين؟



SOLUTION:
The magnetic field is out of the page, and the charges move to the right as the wire is pulled to the
right. According to a right-hand rule, this means that any current in the wire would be up, toward the top
of the page. 
صفحة، وعندما يتم سحب السلك إلى اليمين تتحرك الشحنات إلى اليمين . وفقًا لقاعدة اليد اليمنى، هذا يعني أن أي تيار يمر في السلك سيتجه للأعلى باتجاه أعلى الصفحة. 
29. What is the effect of increasing the length of the wire of an armature in an electric generator?
29. ما أثر زيادة طول سلك ملف في مولد كهربائي؟

SOLUTION:
Increasing the wire length results in a net increase in induced potential difference because 
EMF = BLv(sin θ ) .
(تؤدي زيادة طول السلك إلى زيادة صافية في فرق الجهد المستحث لأن    EMF = BLv sinθ ) .)

30. How were Oersted’s and Faraday’s results similar? How were they different?
30 . ما وجه الشبه بين النتائج التي توصل إليها كل من أورستد وفارادي؟ ما وجه الاختلاف بينهما؟
SOLUTION:
They are similar in that each showed a relationship between electricity and magnetism. They are
different in that Oersted found that electric currents generated magnetic fields while Faraday found that
magnetic fields can generate EMFs and currents.
( إنهما متشابهة من حيث أن كل منها أظهر وجود علاقة بين الكهرباء والمغناطيسية.
وإنهما مختلفان حيث وجد أورستد أن التيارات الكهربائية تولد مجالات مغناطيسية بينما وجد فاراداي أن المجالات المغناطيسية يمكن أن تولد مجالات مغناطيسية وتيارات.)

31. What does EMF stand for? Why is the name inaccurate?
31. ما معنى EMF ؟ ما سبب عدم دقة الاسم؟
SOLUTION:
Electromotive force; it is not a force but an electric potential difference (energy per unit of charge). It
was named before related concepts were understood.
(القوة الدافعة الكهربائية؛ إنها ليست قوة بل فرق جهد كهربائي (طاقة لكل وحدة شحن).تمت تسميته قبل فهم المفاهيم ذات الصلة.)


32. What is the difference between an electric generator and an electric motor?
32. ما الفرق بين مولد كهربائي ومحرك كهربائي؟
SOLUTION:
Generators and motors are constructed in similar ways, but in a generator, mechanical energy turns an
armature in a magnetic field. The induced potential difference produces current, thus producing electric
energy. In a motor, potential difference is placed across an armature in a magnetic field. The potential
difference produces current in the coil and the armature turns, producing mechanical energy.

يتم إنشاء المولدات والمحركات بطرق مماثلة، ولكن في المولد، تقوم الطاقة الميكانيكية بتحريك عضو الإنتاج في مجال مغناطيسي.
وينتج عن فرق الجهد المستحث تيار، وبالتالي إنتاج الطاقة الكهربائية.
في المحرك، يتم وضع فرق الجهد عبر عضو الإنتاج في مجال مغناطيسي.
وينتج فرق الجهد تيارًا في الملف ويدور عضو الإنتاج، مما ينتج طاقة ميكانيكية.

33. List the major parts of an AC generator.
33. اذكر الأجزاء الرئيسة في مولد تيار متردد.
SOLUTION:
An AC generator consists of a permanent magnet, an armature (made of wire loops), a set of brushes,
and a slip ring device to connect to the circuit.
يتكون مولد التيار المتردد من مغناطيس دائم، وعضو إنتاج (مصنوع من حلقات سلكية)، ومجموعة من الفرش، وجهاز حلقة منزلقة للاتصال بالدائرة.

34. Why is the effective value of an AC current less than its maximum value?
34. لماذا تقل القيمة الفعالة لتيار متردد عن قيمته القصوى؟
SOLUTION:
As the armature turns in an alternating-current generator, the generated power varies between some
maximum value and zero. The average power is equal to one-half the maximum power. The effective
current is the constant value of current that would cause the average power to be dissipated in the load,

عندما يدور عضو الإنتاج في مولد تيار متردد، تتراوح الطاقة المولدة بين قيمة قصوى وصفر.
متوسط الطاقة يساوي نصف الطاقة القصوى.
التيار الفعال هو القيمة الثابتة للتيار الذي من شأنه أن يتسبب في تبديد متوسط الطاقة في الحمل،



35. Hydroelectricity Water trapped behind a dam turns turbines that rotate generators. List all the forms of energy that take part in the cycle that includes the stored water and the electricity produced.
35. الكهرومائية تقوم المياه المحجوزة خلف سد بإدائرة التوربينات التي تدير المولدات. اذكر كل أشكال الطاقة التي تشارك في الدورة التي تشمل الماء المخزن والكهرباء الناتجة

SOLUTION:
Stored water has gravitational potential energy. As it falls, it gains kinetic energy (KE). The KE is
transferred to the turbines and then to the generator’s armature. The generator transforms KE into
electrical energy. In addition, there are frictional losses in the turbine and generator resulting in
thermal energy.
المياه المخزنة لديها طاقة الجاذبية الكامنة. أثناء سقوطه، يكتسب طاقة حركية (KE). يتم نقل KE إلى التوربينات ومن ثم إلى عضو توليد المولد. يقوم المولد بتحويل KE إلى طاقة كهربائية.  بالإضافة إلى ذلك، هناك فقد احتكاكي في التوربين والمولد مما يؤدي إلى توليد طاقة حرارية.



36. A 20.0-m-long wire moves perpendicularly through a magnetic field at 4.0 m/s. An EMF of 40 V is induced in the wire. What is the field’s strength? (Level 1)
36– يتحرك سلك بطول 20.0m عمودياً عبر مجال مغناطيسي بسرعة 4.0m/s . يتم حث قوة EMF تبلغ 40V في السلك ما قوة المجال ؟


37. Airplanes An airplane traveling at 9.50×102 km/h passes over a region where Earth’s magnetic field is 4.5×10−5 T and is nearly vertical. What potential difference is induced between the plane’s wing tips, which are 75 m apart?(Level 1)
37–الطائرات : طائرة تتحرك بسرعة 9.50x102km/h تمر فوق منطقة حيث يبلغ المجال المغناطيسي للأرض  4.5x10-5Tوشبه رأسي . ما فرق الجهد المستحث بين طرفي جناحي الطائرة اللذين تبلغ المسافة بينهما 75m ؟  ( مستوى 1)


38. A straight wire that is 0.75-m long moves upward through a horizontal 0.30-T magnetic field, as shown in Figure 18, at a speed of 16 m/s. (Level 1)
a. What EMF is induced in the wire?
b. The wire is part of a circuit with a total resistance of 11 Ω. What is the current?
38-يتحرك سلك مستقيم طوله 0.75mلأعلى عبر مجال مغناطيسي أفقي يبلغ 0.30T كما يظهر في الشكل 18 . بسرعة 16m/s ( مستوى 1)
a- ما قوة EMF المستحثة في السلك ؟
b – السلك جزء من دائرة بمقاومة إجمالية تبلغ 11Ω ما التيار ؟


39. At what speed would a 0.20-m length of wire have to move perpendicularly across a 2.5-T magnetic field to induce an EMF of 10 V? (Level 1)
39- ما السرعة التي يجب أن يتحرك بها سلك طوله 0.20m عبر مجال مغناطيسي يبلغ 2.5T لحث قوة EMF تبلغ 10V ؟

40. An AC generator has a maximum potential difference of 565 V. What effective potential difference does the generator deliver to an external circuit? (Level 1)
40- يبلغ أقصى فرق جهد في مولد تيار متناوب 565V . ما فرق الجهد الفعلي الذي يقدمه المولد لدائرة خارجية ؟


41. An AC generator develops a maximum potential difference of 150 V. It delivers a maximum current of 30.0 A to an external circuit. (Level 1)
a. What is the effective potential difference of the generator?
b. What effective current does the generator deliver to the external circuit?
c. What is the average power dissipated in the circuit?
41- يحتوي مولد تيار متناوب أقصى فرق جهد يبلغ 150V ويحقق أقصى تيار يبلغ 30.0A لدائرة خارجية .
a- ما فرق الجهد الفعال في المولد ؟
b- ما التيار الفعال الذي يقدمه المولد للدائرة الخارجية ؟
C- ما متوسط القدرة المشتتة في الدائرة ؟


42. Stove An electric stove connects to an AC source with an effective potential difference of 240 V. (
a. Find the maximum potential difference across one of the stove’s elements when it is operating.
b. The resistance of the operating element is 11 Ω. What is the effective current?
42- يتصل موقد كهربائي بمصدر تيار متناوب بفرق جهد فعلي يبلغ 240V .
a- أوجد أقصى فرق جهد عبر أحد عناصر الموقد عند تشغيله .؟
b- تبلغ مقاومة العنصر العامل 11Ω . ما التيار الفعلي ؟


43. You wish to generate an EMF of 4.5 V by moving a wire at 4.0 m/s through a 0.050-T magnetic field. You want to use the shortest length of wire you can. How long must the wire be and what should the angle be between the field and the velocity? (Level 1)
43- ترغب في توليد قوة EMF تبلغ 4.5V عن طريق تحريك سلك بسرعة 4.0m/s عبر مجال مغناطيسي يبلغ 0.050T . تريد استخدام أقصر طول ممكن للسلك كم يجب أن يكون طول السلك وماذا ينبغي أن تكون الزاوية بين المجال والسرعة ؟؟


44. You connect both ends of a 0.10-Ω copper wire to the terminals of a 875-Ω galvanometer. You then move a 10.0-cm segment of the wire upward at 1.0 m/s through a 2.0×10−2-T magnetic field. What current will the galvanometer indicate? (Level 2)
44- أنت توصل طرفي سلك نحاسي يبلغ 0.10Ω بطرفي مقياس جلفانو يبلغ 875Ω . ثم تقوم بتحريك قطاع من السلك طوله 10.0cm لأعلى بسرعة 1.0m/s عبر مجال مغناطيسي يبلغ 2.0x10-2T . ما التيار الذي سيشير إليه مقياس الجلفانو ؟؟


46. The direction of a 0.045-T magnetic field is 60.0º above the horizontal. A wire, 2.5-m long, moves horizontally at 2.4 m/s. (Level 2)
a. What is the vertical component of the magnetic field?
b. What EMF is induced in the wire?
46- اتجاه المجال المغناطيسي الذي يبلغ 0.045T هو 60.00 فوق الأفقي . يتحرك سلك طوله 2.5m   أفقياً بسرعة 2.4m/s
a- فما المركب الرأسي للمجال المغناطيسي ؟.
-bما قوة EMF المستحثة في السلك ؟.

47. Dams A generator at a dam can supply 375 MW (375×106 W) of electrical power. Assume that the turbine and generator are 85 percent efficient. (Level 2
a. Find the rate at which falling water must supply energy to the turbine.
b. The energy of the water comes from a change in gravitational potential energy, GPE = mgΔh. What is the change in GPE needed each second?
c. If the water falls 22 m, what is the mass of the water that must pass through the turbine each second to supply this power?

47 . السدود يستطيع أحد المولدات في سد أن ينتج قدرةكهربائية مقدارها ( 375 MW(375×106 W افترض أن كفاءةالتوربين والمولد تبلغ % 85 .
a. أوجد مع. دل الطاقة الذي يجب أن يوفره الماء الساقط للتوربين
b. تأتي طاقة الماء الساقط من تغير في طاقة الوضع الجذبية، GPE = mgΔh . ما التغير المطلوب في GPE اللازم كل ثانية؟
c. إذا كان الماء يسقط من ارتفاع 22 m ، فما كتلة الماء التييجب أن تمر عبر التوربين في كل ثانية لتنتج هذه القدرة؟


b. 440 MW = 440 MJ/s = 4.4×108 J each second




48. A 20-cm conductor is moving with a constant velocity of 1 m/s in a magnetic field of 4.0 T. What is the induced potential difference when the conductor moves perpendicular to the line of force? (Level 2)
48- يتحرك موصل طوله 20cm بسرعة ثابتة تبلغ 1m/s في مجال مغناطيسي يبلغ 4.0T ما فرق الجهد المستحث عندما يتحرك الموصل عمودياً على خط القوة ؟؟

49. State Lenz’s law and explain why it is consistent with the law of conservation of energy.
49 . اذكر قانون لنز واشرح السبب في أنه متفق مع قانون حفظ الطاقة.
SOLUTION:
When a change in a magnetic field induces a current, the current is in a direction that opposes the change in the original magnetic field. It is consistent with the law of conservation of energ because it prevents a changing magnetic field to grow without limits, and thus it prevents current fro increasing to infinity. Otherwise, energy would be created.
عندما يؤدي تغير في المجال المغناطيسي إلى إحداث تيار، فإن التيار يكون في اتجاه يعارض التغير في المجال المغناطيسي الأصلي.
وهو يتوافق مع قانون حفظ الطاقة لأنه يمنع المجال المغناطيسي المتغير من النمو بلا حدود، وبالتالي يمنع التيار من الزيادة إلى ما لا نهاية.وإلا سيتم خلق الطاقة.
 

50. Why does current through a motor decrease when the motor speeds up?
50. لماذا يقل التيار المار بمحرك عندما تزيد سرعة المحرك؟
SOLUTION:
This is Lenz’s law. Once the motor starts turning, there is more and more current through its wires, strengthening the wires’ magnetic field. According to Lenz’s law, the wires generate an EMF to oppose the strengthening current.

51. Power Saws When a power saw is turned on in a garage, why do the lights dim in the house?
51. المناشير الكهربائية عند تشغيل منشار كهربائي في ساحة انتظار سيارات، لماذا تقل إضاءة المصابيح في المنزل؟
SOLUTION:
When a saw and lightbulbs are in parallel circuit, a large current in the wires of the saw increases the potential difference across the wires but decreases the potential difference across the lightbulbs. Thus, they dim.

عندما يكون المنشار والمصابيح الكهربائية متصلين بدائرة متوازية، فإن تيارًا كبيرًا في أسلاك المنشار يزيد من فرق الجهد عبر الأسلاك ولكنه يقلل من فرق الجهد عبر المصابيح. وهكذا، فإنها خافتة.

52. A 150-W transformer has an input potential difference of 9.0 V and an output عندما يؤدي تغير في المجال المغناطيسي إلى إحداث تيار، فإن التيار يكون في اتجاه يعارض التغير في المجال المغناطيسي الأصلي. وهو يتوافق مع قانون حفظ الطاقة لأنه يمنع المجال المغناطيسي المتغير من النمو بلا حدود، وبالتالي يمنع التيار من الزيادة إلى ما لا نهاية. وإلا سيتم خلق الطاقة.current of 5.0 A. What is the ratio of
52- يتسم محول 150w بفرق جهد دخل يبلغ 9.0V وتيار خرج يبلغ 5.0A ما نسبة Vخرج إلى V دخل؟؟


53. Why is the self-inductance of a coil a major factor when the coil is in an AC circuit but a minor factor when the coil is in a DC circuit?
53 . لماذا ُ يعتبر الحث الذاتي لملف عاملا رئيسيا عندما يكون الملف في دائرة تيار متناوب لكنه عامل ثانوي عندما يكون الملف في دائرة تيار مستمر؟
SOLUTION:
Self-inductance only plays a role when current (and its induced magnetic field) are changing. An alternating current is always changing in magnitude and direction. A direct curren eventually becomes steady, and thus, after a short time, there is no changing magnetic field.

يلعب الحث الذاتي دورًا فقط عندما يتغير التيار (والمجال المغناطيسي المستحث).
يتغير التيار المتردد دائمًا في المقدار والاتجاه.
يصبح التيار المباشر ثابتًا في النهاية، وبالتالي، بعد فترة قصيرة، لا يوجد مجال مغناطيسي متغير.


57. Doorbell A doorbell requires an effective potential difference of 18 V from a 120-V line. (Level 1)
a. If the primary coil has 475 turns, how many does the secondary coil have?
b. The doorbell draws 125-mA of current. What current is in the primary circuit?
57- جرس الباب : يتطلب جرس الباب فرق جهد فعال يبلغ 18V من خط بجهد 120V
a- إذا كان الملف الرئيسي يحتوي على 475 لفة . فكم عدد اللفات في الملف الثانوي ؟.
b- يسحب جرس الباب تياراً يبلغ 125mA ما التيار في الدائرة الرئيسة؟.

58. Scott connects a transformer to a 24-V source and measures 8.0 V at the secondary circuit. If the primary and secondary circuits were reversed, what would the new output potential difference be? (

58- يقوم سالم بتوصيل محول بمصدر جهده 24V ويبلغ القياس 8.0V عند الدائرة الثانوية . إذا انعكست الدائرتان الرئيسة والثانوية . فماذا سيكون فرق جهد الخرج الجديد

59. Hair Dryer A hair dryer manufactured for use in the United States uses 10 A at 120 V. In a country where the line potential difference is 240 V, it must be used with a transformer. (Level 2)
a. What turns ratio should the transformer have?
b. What current will the hair dryer draw from the 240-V line?

59 . مجفف الشعر تم تصنيع مجفف شعر يعمل على تيار شدته 10 A بجهد 120 V . إذا استخدم المجفف في بلد آخر مصدر الجهد فيه يبلغ 240 V ، ُ يستخدم مجفف الشعر مع محول.







 
60. A step-up transformer has 80 turns on its primary coil and 1200 turns on its secondary coil. The primary circuit is supplied with an alternating current at 120 V. (Level 1)
a. What potential difference is being applied across the secondary circuit?
b. The current in the secondary circuit is 2.0 A. What current is in the primary circuit?
c. What are the power input and the power output of the transformer?

60. يحتوي محول لرفع الجهد على 80 لفة في ملفه الرئيسي و 1200 لفة في ملفه الثانوي. تأخذ الدائرة الرئيسة تيا ً را متناو ً با بجهد 120 V .
a. ما فرق الجهد المنطبق عبر الدائرة الثانوية؟
b. التيار في الدائرة الثانوية يبلغ 2.0 A . فما التيار في الدائرة الرئيسة؟
c. ما ما مقدار القدرة الداخلة والقدرة الناتجه في المحول ؟





61. A wire is moved horizontally between the poles of a magnet, as shown in Figure 21. What is the direction of the induced current?
61. يتحرك سلك أفق ً يا بين قطبي مغناطيس كما يظهر فيالشكل 21 . ما اتجاه التيار المستحث؟


SOLUTION:
No current is induced because the direction of the velocity is parallel to the magnetic field.
لا يتولد تيار لأن اتجاه السرعة موازي للمجال المغناطيسي.

62. You wind wire around a large nail, as shown in Figure 22. You connect the wire to a battery to make an electromagnet. Is the current larger just after you make the connection or several hundredths of a second after you make the connection? Or, is it always the same? Explain.

62. لففت سلكا حول مسمار كما يظهر في الشكل 22 . وقمت بتوصيل السلك ببطارية لتصنع مغناطيسا كهربائيا. هل يكون التيار أكبر بعد أن تقوم بالتوصيل مباشرة أم بعد عدة مئات من الثانية من التوصيل؟ أم أن التيار واحد دائما؟ اشرح.

SOLUTION:
The current is larger several hundredths of a second after the connection is made. A decreasing selfinduced
EMF will cause the current to grow gradually to its maximum value.
يكون التيار أكبر بعدة أجزاء من المئات من الثانية بعد إجراء الاتصال.
سيؤدي انخفاض المجال الكهرومغناطيسي الذاتي إلى نمو التيار تدريجيًا إلى قيمته القصوى.
63. You move a length of copper wire down through a magnetic field, as shown in Figure 23.
a. Will the induced current move to the right or to the left in the wire segment?
b. What will be the direction of the force acting on the wire as a result of the induced current?

SOLUTION:
a. A right-hand rule will show the current moving left.
b. The force will act in an upward direction.
الحل:
أ. ستظهر قاعدة اليد اليمنى التحرك الحالي لليسار.
ب. سوف تعمل القوة في الاتجاه الصعودي.


65. Ranking Consider the transformers described below. Rank them according to the current induced in the secondary
coil, from least to greatest. Indicate whether any have equal currents.
A. primary coil: 50 turns; secondary coil: 25 turns; primary current: 2 A
B. primary coil: 50 turns; secondary coil: 60 turns; primary current: 2 A
C. primary coil: 20 turns; secondary coil: 10 turns; primary current: 4 A
D. primary coil: 20 turns; secondary coil: 40 turns; primary current: 8 A
E. primary coil: 10 turns; secondary coil: 100 turns; primary current: 1 A


 66. When a wire is moved through a magnetic field, does the resistance of the closed circuit affect current only, EMF only, both, or neither?
SOLUTION:
current only

67. A transformer is connected to a battery through a switch, as shown in Figure 24. The secondary circuit contains a lightbulb. Will the bulb be lighted as long as the switch is closed, only at the moment the switch is closed, or only at the moment the switch is opened? Explain.




SOLUTION:
The bulb will light because there is a current in the secondary circuit. This will happen whenever the primary current changes, so the bulb will glow either when the switch is closed or when it is opened. However, it will glow only for a moment. The secondary coil will only generate current when current in the primary coil is changing.




68. Explain why the initial start-up current is so high in an electric motor. Also explain how Lenz’s law applies at the instant the electric motor starts.
SOLUTION:
If the armature (conductors) are not rotating, no lines of force are being cut, and no potential difference is induced. Therefore, the induced EMF is zero. Since there is no current in the armature, no magnetic field is formed around the stationary conductor. It should be noted that this explanation only holds true at the instant of startup, at time just greater than 0. The instant the armature begins to rotate, it will be cutting the lines of force and will have an induced potential difference. This potential difference, the induced EMF, will have a polarity such that it produces a magnetic field opposing the field that created it. This reduces the current in the motor. Therefore, the motion of the motor increases its apparent resistance.



74. A step-up transformer’s primary coil has 500 turns. Its secondary coil has 15,000 turns. The primary circuit is connected to an AC generator having an EMF of 120 V. (Level 1)
a. Calculate the EMF of the secondary circuit.
b. Find the current in the primary circuit if the current in the secondary circuit is 3.0 A.
c. What power is drawn by the primary circuit? What power is supplied by the secondary circuit?








75. With what speed must a 0.20-m-long wire cut across a magnetic field for which B is 2.5 T if it is to have an EMF of 10 V induced in it? (Level 1)


76. At what speed must a wire conductor 50-cm long be moved at right angles to a magnetic field of induction 0.20 T to induce an EMF of 1.0 V? (Level 1)



77. A house lighting circuit is rated at 120-V effective potential difference. What is the peak potential difference that can be expected in this circuit? (Level 1)





82- مولد تيار متناوب يغذي سخاناً كهربائياً صناعياً بقوة 45kw إذا كان فرق جهد المولد يبلغ 660V . فما تيار الذروة المتوفرة ؟

78. Toaster A toaster draws 2.5 A of alternating current. What is the peak current through this toaster? (Level 1)


79. The insulation of a capacitor will break down if the instantaneous potential difference exceeds 575 V. What is the largest effective alternating potential difference that can be applied to the capacitor? (Level 1)


80. Circuit Breaker A magnetic circuit breaker will open its circuit if the instantaneous current reaches 21.25 A. What is the largest effective current the circuit will carry? (Level 1)


81. The electricity received at an electrical substation has a potential difference of 240,000 V. What should the turns ratio of the step-down transformer be to have an output of 440 V? (Level 1)



82. An AC generator supplies a 45-kW industrial electric heater. If the effective potential difference is 660 V, what is the peak current supplied? (Level 1)



83. Hybrid autos use regenerative braking. When the driver applies the brakes, electronic circuits connect the electric motor to the battery in such a way that the battery is charged. How would this connection slow the automobile?
SOLUTION:
When the driver applies the brakes of an electric or hybrid vehicle, the motor goes into generator
mode. The kinetic energy of the car is converted into electricity and charges the batteries. This in turn
slows the wheels of the vehicle, bringing it to a stop. These vehicles have a back up braking system for
high-speed, emergency situations.


84. Would you expect a real transformer to become hotter if it supplied a small or a large current? Explain. (Level 2)
SOLUTION:
Large current. The efficiency doesn't change, so if the output power is increased, so is the difference
between input and output power, and thus the rate of heating.



85. A step-down transformer has 100 turns on the primary coil and 10 turns on the secondary coil. If a 2.0-kW resistive load is connected to the transformer, what is the effective primary current? Assume the peak secondary potential difference is 60.0 V. (Level 1)
85- يحتوي محول لخفض الجهد على 100 لفة في الملف الرئيسي و10 لفة في الملف الثانوي . إذا اتصلت حمولة مقاومة تبلغ 2.0kw بالمحول . فما التيار الرئيسي الفعال ؟
افترض أن ذروة فرق الجهد الثانوي تبلغ 60.0V .

86. A transformer rated at 100 kW has an efficiency of 98 percent. (Level 1)
a. If the connected load consumes 98 kW power, what is the value of the input kW to the transformer?
b. What is the maximum primary current when the transformer delivers its rated power? Assume that VP = 600 V.
86- يتسم محول قدرته  100kw بكفاءة تبلغ 98%
a- إذا كان الحمل المتصل يستهلك 98kw من القدرة . ما قيمة الدخل بوحدات kw إلى المحول ؟.
b- ما أقصى تيار رئيسي عندما يقدم المحول قدرته كاملة ؟ افترض أن Vp=600V

87. A wire, 0.40-m long, cuts perpendicularly at a velocity of 8.0 m/s across a magnetic field for which B is 2.0 T.(Level 2)
a. What EMF is induced in the wire?
b. If the wire is in a circuit with a resistance of 6.4 Ω, what is the size of the current in the wire?
87- يمر سلك طوله 0.40m  عمودياً بسرعة 8.0m/s عبر مجال مغناطيسي مقداره 2.0T
a- ما قوة EMF المستحثة في السلك ؟.
B-إذا كان السلك في دائرة بمقاومة تبلغ 6.4Ω . فما قيمة التيار في السلك ؟


88. A 7.50-m-long wire is moved perpendicularly to Earth’s magnetic field at 5.50 m/s. What is the size of the current
in the wire if the total resistance of the wire is 5.0×10−2 Ω? Assume Earth’s magnetic field is 5×10−5 T. (Level 2)
88- يتحرك سلك بطول 7.50m عمودياً على المجال المغناطيسي للأرض بسرعة 5.50m/s . ما شدة التيار في السلك إذا كانت المقاومة الإجمالية للسلك 5.0x10-2Ω ؟ افترض أن المجال المغناطيسي للأرض  5x10-5T


89. The peak value of the alternating potential difference applied to a 144-V resistor is 1.00×102 Ω. What maximum power can the resistor handle? (Level 2)
89- القيمة القصوى لفرق الجهد المتناوب144V  الداخل إلى مقاوم 1.00x102Ω . ما أقصى قدرة يستطيع المقاوم التعامل معها ؟


90. X-rays A dental X-ray machine uses a step-up transformer to change 240 V to 96,000 V. The secondary side of the transformer has 200,000 turns and an output of 1.0 mA. (Level 2)
a. How many turns does the primary side have?
b. What is the input current?
90- الأشعة السينية : يستخدم جهاز للأشعة السينية على الاسنان محولاً لرفع الجهد لتغيير 240V إلى 96,000V يحتوي الجانب الثانوي في المحول على 200,000 لفة وتيار خرج يبلغ 1.0mA 
a- كم عدد اللفات التي يحتوي عليها الجانب الرئيسي ؟.
b- ما تيار الدخل؟

91. Apply Concepts Suppose an “anti-Lenz’s law” existed so that an induced current resulted in a force that increased the change in a magnetic field. Thus, when more energy was demanded, the force needed to turn a generator was reduced. What conservation law would be violated by this “anti-law”? Explain.
SOLUTION:
It would violate the law of conservation of energy. It would allow a changing magnetic field to grow without limits. The current would increase without any work done. A generator 
would create energy, not just change it from one form to another.




92. Analyze A step-down transformer that has an efficiency of 92.5 percent is used to obtain 28.0 V from a 125-V household potential difference. The current in the secondary circuit is 25.0 A.
a. Write an expression for transformer efficiency in percent, using power relationships.
b. What is the current in the primary circuit?
c. At what rate is thermal energy generated?








c. Thermal energy will be produced at the rate of 57 J/s. This is the difference between the input power (757 W) and the output power (700 W).




هناك تعليقان (2):

الاشتراك في: الرسائل (Atom)