الإجابة الصحيحة هي(مولد التيار المتردد).

المولد يحول الطاقة الميكانيكية إلى كهربائية، فهو مصدر. بينما السخان والمحرك والجرس هي أجهزة تستهلك الطاقة الكهربائية لتحويلها إلى أشكال أخرى (حرارة، حركة، صوت).

الإجابة الصحيحة هي(المولد الكهربائي).

دعنا نراجع وظائف الأجهزة المذكورة:

• المحرك الكهربائي:يحول الطاقةالكهربائيةإلى طاقةميكانيكية(حركة دورانية عادةً).
• المولد الكهربائي:يحول الطاقةالميكانيكية(مثل دوران توربين بفعل الماء أو البخار) إلى طاقةكهربائية، وذلك استنادًا إلى ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.
• المحول الكهربائي:جهاز يستخدم لرفع أو خفض الجهد الكهربائي للتيار المتردد، وهو لا يحول الطاقة من شكل إلى آخر (بالمعنى الأساسي) بل ينقلها بين ملفين مع تغيير مستوى الجهد والتيار.
• الحفار الكهربائي:هو مثال لجهاز يستخدم محركًا كهربائيًا، أي أنه يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية للحفر.

إذن، الجهاز الذي يقوم بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية هو المولد الكهربائي.

للتفكير:اذكر مثالين لمصادر الطاقة الميكانيكية التي يمكن استخدامها لتشغيل المولدات الكهربائية.
(الوحدة السابعة: التأثيرات الكهرومغناطيسية، الدرس 2-7: مولدات التيار المتردد، صفحة 122 "المولد جهاز كهرومغناطيسي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.")

الإجابة الصحيحة هي(يزداد إلى الضعف).

القوة الدافعة الكهربائية المستحثة (وبالتالي الجهد الخارج) في مولد التيار المتردد تتناسب طردياً مع:

• عدد لفات الملف \((N)\).
• مساحة الملف \((A)\).
• شدة المجال المغناطيسي \((B)\).
• السرعة الزاوية للدوران \((\omega)\), والتي ترتبط بالتردد \((f)\) بالعلاقة \(\omega = 2\pi f\).

بشكل مبسط، يمكن القول أن أقصى قيمة للجهد المستحث (\(E_0\) أو \(V_{max}\)) تتناسب طردياً مع تردد الدوران (\(f\)). \[E_0 \propto f\] فإذا زاد تردد دوران ملف المولد إلى الضعف (مع بقاء العوامل الأخرى ثابتة مثل عدد اللفات وقوة المجال المغناطيسي)، فإن معدل تغير الفيض المغناطيسي الذي يقطعه الملف يتضاعف، وبالتالي فإن القيمة القصوى للجهد المتردد الخارج سوف تتضاعف أيضاً.

للتفكير:إذا أردنا مضاعفة الجهد الخارج من المولد مع الحفاظ على نفس تردد الدوران، ما الذي يمكننا تغييره في تصميم المولد؟
(الوحدة السابعة: التأثيرات الكهرومغناطيسية، الدرس 2-7: مولدات التيار المتردد، صفحة 123، "يزداد الجهد المتردد الخارج لمولد تيار متردد مع زيادة: ... تردد الدوران." وشكل 7-13)

الإجابة الصحيحة هي(جميع الإجابات السابقة صحيحة).

تتناسب القيمة العظمى للقوة الدافعة الكهربائية المستحثة (\(E_0\)) في مولد التيار المتردد طردياً مع كل من:

• عدد لفات الملف (N):كلما زاد عدد اللفات، زاد إجمالي الجهد المستحث.
• تردد الدوران (f) أو السرعة الزاوية (\(\omega\)):كلما دار الملف أسرع، زاد معدل تغير الفيض المغناطيسي، وبالتالي زاد الجهد المستحث.
• قوة المجال المغناطيسي (B):المجال الأقوى يعني وجود عدد أكبر من خطوط الفيض التي يقطعها الملف، مما يزيد الجهد المستحث.
• مساحة الملف (A):الملف ذو المساحة الأكبر يقطع فيضاً مغناطيسياً أكبر، مما يزيد الجهد المستحث.

بما أن الخيارات الثلاثة الأولى جميعها عوامل تؤدي إلى زيادة الجهد المتردد الخارج، فإن الخيار (جميع الإجابات السابقة صحيحة) هو الإجابة الأشمل والصحيحة.

تدريب:إذا أردنا مضاعفة الجهد الخارج من مولد، يمكننا إما مضاعفة عدد اللفات، أو مضاعفة تردد الدوران، أو مضاعفة قوة المجال المغناطيسي. ما الذي يحدث للفترة الزمنية للموجة الناتجة في كل حالة؟
الوحدة السابعة: التأثيرات الكهرومغناطيسية، الدرس 2-7: مولدات التيار المتردد، ص 123.