انتقال الطاقة في دارة كهربائية ، القدرة ...chimiephysique.ma/1ereBac/Trasmissionenergie1erSexp.pdfﻲﻓﺔﻗﺎﻄﻟالﺎﻘﺘﻧا ،ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻛةراد

في الطاقة انتقال، كهربائية دارةالكهربائية القدرة

محداد عالل . ذ

في الطاقة انتقالكهربائية دارة

لدارة العام التصرفكهربائية

..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

.

......

الكهربائية القدرة ، كهربائية دارة في الطاقة انتقال

Transmission d'energie dans un circuit electrique et puissanceelectrique


الحكمة مدارس مجموعة التأهيلية الثانوية

2015 - 2014 : الدراسية السنة

1 (2015-2014) تجريبية علوم األولي محداد عالل . ذ





..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

المحتوياتcontenants

كهربائية دارة في الطاقة انتقال ...1

كهربائية لدارة العام التصرف ...2






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

المحتوياتcontenants

كهربائية دارة في الطاقة انتقال ...1

كهربائية لدارة العام التصرف ...2






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

تذكير

.كهربائية دارة في الكهربائي والتوتر الكهربائي التيار شدة

..

......

: الكھربائي التیارموصل من S مقطعا تجتاز التي الكهرباء بكمية الكهربائي التيار شدة نعرف

: ∆t الزمنية المدة خالل كهربائي

I =Q∆t

التيار شدة I و (s) ب الزمنية المدة ∆tو (C) بالكولوم الكهرباء كمية : Q. A باألمبير الكهربائي

انتقال منحى عكس هو : الكهربائي للتيار االصطالحي المنحى. اإللكترونات

األمبيرمتر جهاز بواسطة الكهربائي التيار شدة نقيس






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

تذكير


..

......

..

A

..

R

..

I

.

A

.

Bالتوالي على األمبيرمتر جهاز يركب

كهربائية دارة في






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

تذكير


..

......

: الكھربائي التوتر

..

A

..

R

..

I

.

B

.

+

.

V

.

COM

.

UAB

أو UAB = VA −VB الكهربائي التوترB و A النقطتين بين الجهد فرقيمكن جبري مقدار هو كهربائية لدارة

. الفولطمتر بواسطة قياسهفي التوازي على الفولطمتر يركب

كهربائية دارة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

تذكير


..

......

: تطبیقي تمرينأومية موصالت وثالث G مولد على التالي الكهربائي التركيب يحتوي

U = 9V و U1 = 6V و R2 = 33Ω و R1 = 47Ω نعطي. المتبعة الطريقة موضحا ، R3 األومي الموصل مقاومة قيمة أوجد

...

R1

..

R2

...

I

..R3

.

U

.

U1






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

مقدمة

.

......

طاقة إلى وتحولها إشعاعية طاقة المنزل لهذا الشمسية األلواح تكتسبالطاقة نحسب فكيف ، ( للطهي أو الماء لتسخين ) حرارية أو كهربائية

؟ الممنوحة والطاقة المكتسبة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

مستقبل مستوى على الطاقة أنتقال ــ Iكهربائي

.كهربائي لمستقبل تعريف ــ 1

..

..........

I

.

K

.

M

..

Elec

.

كهربائي محلل

.

مصباح

.

محرك

1 التجريبي النشاطجانبه الممثل التركيب ننجزوالمصباح المولد نركب حيثوالمحلل الكهربائي والمحرك

. التوالي على الكهربائي






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

؟ التيار قاطع غلق عند ، قطب ثنائي كل مستوى على يحدث *ماذا

: أن نالحظ التيار قاطع غلق عندويسخن يتوهج المصباح ــ

المحلل إلكترودي عند تفاعالت تحدث ــالمحرك اشتغال ــ

لكل بالنسبة الكهربائية الطاقة إليها تحولت التي األشكال أذكر *؟ قطب ثنائي

. إشعاعية وطاقة حرارية طاقة ، المصباح في ــ

. حرارية وطاقة ميكانيكية طاقة ، المحرك في ــ. حرارية وطاقة كيميائية طاقة ، الكهربائي المحلل في ــ






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......












..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......












..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......












..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......












..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

مكونات لباقي الكهربائية الطاقة يمنح الذي القطب ثنائي هو ما *؟ الدارة

التي القطب ثنائيات لتشغيل الالزمة الكهربائية الطاقة المولد يمنح ــ. الكهربائية الدارة تكون

المحلل ، المحرك ، المصباح : التالية القطب ثنائيات نوع ما *؟ الكهربائي

. كهربائية مستقبالت ــ






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......










..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......










..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......










..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......










..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: خالصةإلى ويحولها كهربائية طاقة يكتسب قطب ثنائي الكهربائي المستقبل

. الطاقة أشكال من آخر شكل






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.مستقبل طرف من المكتسبة الكهربائية القدرة ــ 2

..

......

: مستقبل اصطالح ــ أ

..

A

..

D

..

I

.

B

.

UAB

من التيار منحى كان إذا موجبة UAB. B نحو A






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: مستقبل طرف من المكتسبة الكھربائیة القدرة ــ بالكهربائية القدرة فإن ، مستقبل في I شدته كهربائي تيار يمر عندما

: هي المستقبل إلى بالشغل المنتقلة

Pe =UAB.I (1)

Watt الواط : هي للوحدات العالمي النظام في الكهربائية القدرة وحدة. W ب لها ونرمز






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: مستقبل طرف من المكتسبة الكھربائیة الطاقة ــ ج∆t : الزمنية المدة خالل مستقبل طرف من المكتسبة الكهربائية الطاقة

Pe =W∆t

UABI =We

∆t

We =UAB.I.∆t (2)

. J الجول : هي للوحدات العالمي النظام في الطاقة وحدة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

. kWh ساعة الكيلوواط هي الكهربائية للطاقة أخرى وحدة تستعمل

1kWh = 1000.3600 = 3,6×106J

الطاقة انتقال سرعة تقييم من Pe الكهربائية القدرة تمكن : ملحوظة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: 2 التجريبي النشاط

..

N

...

I

.

K

.

P

.

M

.A

.Rh

.

B

.

A

.

V

التالي التجريبي التركيب ننجز:

ونقيس التيار قاطع نغلقالمار الكهربائي التيار شدةبين والتوتر المحرك في

. مربطيهالكهربائية القدرة أحسب ــ 1. المحرك طرف من المكتسبةالكهربائية الطاقة أحسب ــ 2المحرك طرف من المكتسبة

. واحدة دقيقة خالل

WM PM I UPA






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.جول مفعول ــ 3

..

......

: تعريف ــ أالمفعول هذا نسمي . يسخن فإنه سلك في كهربائي تيار يمر عندما

. جول بمفعول الكهربائي للتيار الحراريكھربائي تیار مرور عن الناتج الحراري المفعول ھو جول مفعول

كھربائي موصل في






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.جول مفعول ــ 3

..

......

األنجليزي الفيزيائي العالم إلى نسبة جول بمفعول الظاهرة هذه سميت. ( 1989م ــ 1818م ) جول برسكوت جيمس






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.جول قانون ــ أومي موصل حالة ــ 4

..

......

We الكهربائية الطاقة كل يمنح ، نشيط غير قطب ثنائي أألومي الموصلبمفعول Q j حرارية طاقة شكل على الخارجي المحيط إلى يكتسبها التي

: العالقتين ومن Wj بالحرف Q j ل نرمز We = Q j : جول: جول قانون تعبير نجد We =Wj =UI∆t و U = R.I : أوم قانون

We =Wj = RI2.∆t (3)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.جول قانون نص

..

......

والمبددة ، أومي موصل طرف من المكتسبة الكهربائية الطاقة تتناسبالكهربائي التيار شدة مربع مع ، جول بمفعول حرارية طاقة شكل على

. يجتازه الذي






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.جول مفعول نتائج ــ 5

..

......

جول مفعول تطبيقات ــ أالكهربائي التسخين ــالكهربائية اإلضاءة ــ

. الكهربائية األجهزة حماية ــجول مفعول سلبيات ــ ه

نقل وخطوط الكهربائية األجهزة مستوى على الكهربائية الطاقة ضياع ــ... العالي التوتر ذات الكهربائية الطاقة

تضيع 85% هناك أن أي 15% اليتعدى 100W فئة من مصباح مردود : مثال. مرئية غير أشعة أو حرارة شكل على أي جول بمفعول

أجل من هو الكهربائية الطاقة نقل خطوط في عالية توترات استعمال. جول بمفعول الطاقة ضياع من التقليل






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.تطبيق

..

......

تيارا نمرر ، الصوديوم لكلورور مائي محلول من الكلور ثنائي تحضير عندمربطيه بين التوتر حيث كهربائي محلل في I = 35×103A شدته كهربائيا

. U = 3,9V. الكهربائي للمحلل الممنوحة الكهربائية القدرة أحسب ــ 1

180 مدة اشتغاله عند للمحلل الممنوحة الكهربائية الطاقة أحسب ــ 2kWh ب القدرة هذه عن عبر . يوما






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

طرف من الممنوحة الكهربائية الطاقة ــ IIمولد

.بالمولد تعريف ــ 1

..

......

من آخر شكال كهربائية طاقة إلى يحول نشيط قطب ثنائي هو المولد. يكتسبها التي الطاقة أشكال

. ضوئي عمود ـ هيدروليكية محطة ـ حرارية محطة ـ العمود : أمثلةالمثال في الموجودة المولدات من مولد لكل بالنسبة التحول نوع أذكر

. أعاله: مولد اصطالح

..

N

...

I

.

P

.UPN

.

N

...

I

.

P

.UPN

.

•

.

•

.

•

.

•

. P إلى N من الكهربائي التيار منحى كان إذا موجبا UPN التوتر نعتبر






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.مولد طرف من الممنوحة الطاقة 2

..

........

N

...

I

.

P

.

UPN

.

A

..

D

..

I

.

B

.

UAB

طرف من المكتسبة الطاقة أن نعلم. We = UAB.I∆t هي المستقبلهذه أن ، الطاقة انحفاظ مبدأ انطالقامن الممنوحة الطاقة تساوي الطاقةالمبددة الطاقة نهمل ) المولد طرف( الموصلة األسالك في جول بمفعولالطاقة أن أي UPN = UAB أن أن وبمامولد طرف من الممنوحة الكهربائيةهي: ∆t زمنية مدة خالل الدارة لباقي

We =UPN .I.∆t (4)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.مولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة ــ 3

..

......

: هي الدارة لباقي المولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة

Pe =We

∆t=UPN .I (5)

We ب قطب ثنائي طرف من المكتسبة الكهربائية للطاقة نرمز : ملحوظة. Wu ب النافعة والطاقة Wj ب جول بمفعول المبددة والطاقة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

عامة مقدمة

.

......

سيارة في كهربائية أجهزة يغذي المولدات دور Batteries المركمات تلعبالمولد مستوى على الكهربائية الطاقة تتوزع فكيف . مثال كالمصابيح

؟ والمستقبالت






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

كهربائية دارة في الطاقة انحفاظ ــ I

.1 التجريبي النشاط

..

...... ..N

...

I

.

P

.

A

.

A

.

M

.B

.

V

.

U1

.

UPN

: التالي التجريبي التركيب ننجزالتي الكهربائي التيار شدة I

. G المولد يعطيهاالممنوحة الكهربائية القدرة Pe

المولد طرف منالمكتسبة الكهربائية القدرة P1

. المحرك طرف من: التالي الجدول في النتائج دون

P1 Pe I U UPA






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

كهربائية دارة في الطاقة انحفاظ ــ I

.1 التجريبي النشاط

..

......

قيمتها أحسب ثم قطب ثنائي لكل بالنسبة ، P1 و Pe تعابير أكتب ــ 1. أعاله الجدول في ودونها

. التركيب هذا في يتحقق الطاقة انحفاظ مبدأ أن من تأكد ــ 2






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

زمنية مدة خالل الكهربائية الطاقة توزيع ــ II

.مستقبل مستوى على ــ 1

..

......

يمر ( ... ، كهربائي محلل ، محرك ) AB مستقبل مربطي بين UAB التوتر: هو I شدته كهربائي تيار فيه

UAB = E ′+ r′I (6)

. للمستقبل المضادة الكهرمحركة القوة E ′ حيث. للمستقبل الداخلية المقاومة : r′

..

A

..

D

..

I

.

B

.

UAB






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

لمستقبل الطاقية الحصيلة ــ ب: هي مستقبل طرف من المكتسبة الطاقة

We =UABI.∆t

فإن UAB = E ′+ r′.I : أن بما

We = (E ′+= r′I).I.∆t = E ′I∆t + rI2∆t






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: مقدارين من تتكون أنها يتبين العالقة هذا خالل من. المستقبل في جول بمفعول المبددة Wj الطاقة تمثل : rI2∆t

، ميكانيكية(محرك) الطاقة هذه تكون النافعة الطاقة تمثل : E ′I∆tWe مستقبل يكتسبها التي فالطاقة وبالتالي ( كهربائي كيميائية(محلل. حرارية طاقة Wj جول بمفعول مبددة وطاقة Wu نافعة طاقة إلى يحولها

We =We +Wj (7)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: هي المستقبل طرف من المكتسبة الكهربائية القدرة

Pe =We

∆t= E ′.I + rI2 (8)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

مستقبل مردود ــ جعلى النافعة ( القدرة (أو الطاقة قسمة خارج هو مستقبل مردود

. المستقبل طرف من المكتسبة ( القدرة الطاقة(أو

ρ =Wu

We

ρ =E ′I∆t

(E ′+ r′I)I∆t

ρ =E ′

E ′+ r′I(7)

. وحدة بدون وهو ρ > 1 المردود






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.المولد مستوى على ــ 2

..

......

لمولد بالنسبة أوم قانون ــ أ: هو I شدته كهربائي تيار فيه يمر مولد مربطي بين UAB التوتر

UAB = E − rI

. للمولد الكهرمحركة القوة E حيث. للمولد الداخلية المقاومة r

. كهربائي تيار أي يجتازه ال عندما المولد مربطي بين التوتر E وتمثلr = 1,5Ω و E = 4,5V مسطح لعمود بالنسبة مثال






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

........

N

..

G

..

I

.

P

.

UPN

.

N

...

I

..

r

.

P

.

E

.

−rI

.UPN

.

الكهربائي المولد رمز

. للمولد المكافئ التمثيل






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

. كهربائي لمولد الطاقية الحصيلة ــ بهو مولد مربطي بين UPN التوتر

UPN = E − rI (1)

: على نحصل (1) المتساوية طرفي I∆t في الضرب بعملية نقوم

UPNI∆t = EI∆t − rI2∆t

EI∆t =UPNI∆t + rI2∆t (8)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

طرف من والممنوحة الدارة طرف من المكتسبة الطاقة تمثل : UPNI∆t. النافعة الطاقة وهي We المولد

. المولد في جول بمفعول المبددة Wj الحرارية الطاقة تمثل : rI2∆tيستهلكها التي الطاقة وهي WT للمولد الكلية الطاقة تمثل : EI∆t

طاقة أو كيميائية طاقة تكون وقد ، كهربائية طاقة إلى تحويلها قصد المولد. الطاقة أشكال من آخر شكل أو ( ... المنوبات ) ميكانيكية

: لدينا تكون وبالتاليWT =We +Wj






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

: هي للمولد الكلية الكهربائية القدرة

PT = Pe +P j

PT =UPNI + rI2 (9)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......

مولد مردود ــ ج) الطاقة على We النافعة ( القدرة ) الطاقة قسمة خارج هو مولد مردود

WT الكلية ( القدرة

ρ =We

WT

ρ =UPNI∆t

EI∆t

ρ =E − rI

E= 1− rI

E(10)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.



..

......






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.بسيطة كهربائية دارة في الطاقة توزيع ــ 2

..

........

N

...

I

.

P

.

UPN = E − rI

.

A

.

M

.

B

.

UAB = E ′+ r′I

: التوترات إضافية قانون حسب لدينا

UPN =UAB ⇒E−rI =E ′+r′I (1)

طرفي I في الضرب بعملية نقوم: على نحصل (1) المتساوية

EI − rI2 = E ′I − r′I2

EI = E ′I +(r+ r′)I2

PT = Pe +P j






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.بسيطة كهربائية دارة في الطاقة توزيع ــ 2

..

......

. للمولد الكلية القدرة : PT = EI

. النافعة القدرة : Pe = E ′I

. البسيطة الدارة في جول بمفعول المبددة القدرة : P j = (r+ r′)I2






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.. بسيطة لدارة الكلي المردود ــ 3

..

......

: بالعالقة الدارة لهذه الكلي المردود نعرف

ρ =Pe

PT

ρ =E ′IEI

ρ =E ′

E(11)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.. بسيطة لدارة الكلي المردود ــ 3

..

......

ρM =E ′

UAB: هو الدارة في الكهربائي المحرك مردود لدينا أخرى جهة من

UAB =UPN أن بما ρg =UPN

Eهو الدارة في الكهربائي المولد مردود و

أن نستنتجρ = ρM.ρg (12)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.

الممنوحة الطاقة على المؤثرة العوامل ــ IIIكهربائية دارة في مولد من

.مقاومية دارة في الكهربائي التيار شدة ــ 1

..

......

..

N

...

I

.

P

.

UPN = E − rI

.

A

..

Req

..I

.

B

.

UAB = ReqI

مركب (E,r) كهربائيا مولدا نعتبرمكافئ أومي موصل مع التوالي علىالتوالي على مركبة أومية لموصالت

Req ومقاومته التوازي على إولدينا لمولد بالنسبة أوم قانون حسببالنسبة أوم وقانون UPN = E − rIوبما UAB = ReqI AB القطب لثنائي

ReqI = E − rI فإن UAB =UPN أن

: وبالتالي

I =E

r+Req(13)






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.


.الطاقة على Req المكافئة والمقاومة E الكهرمحركة القوة تأثير ــ 2

.∆t مدة خالل مولد طرف من الممنوحة..

......

هي: ∆t مدة خالل مولد طرف من الممنوحة الكهربائية الطاقة: أن أي UPN =UAB = ReqI أن بحيث We =UPNI∆t

We = ReqI2∆t

: لدينا (13) العالقة وحسب

We =Req

(r+Req)2 E2∆t

مربع مع ∆t مدة خالل مولد طرف من الممنوحة الكهربائية الطاقة تتناسبE الكهرمحركة القوة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

ثابتا UPN توترا تعطي مثبتة مستمرة تغدية لدينا أي r=0 حالة فيالممنوحة الطاقة تكون , UPN = E أن أي E الكهرمحركة للقوة ومساويا

هي المولد طرف من

We =E2

Req∆t

. Req مع عكسيا We تتناسب ثابتة E كهرمحركة لقوة بالنسبة أن نستنتج






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

لدينا ؟ قصوى مولد طرف من الممنوحة القدرة تكون متى : ملحوظة

Pe =We

∆t =

Req

(r+Req)2 E2∆t

عند قصوية قيمة تأخذ Pe أن إلى نتوصل Req بداللة Pe تغيرات دراسةأن أي Req = r

Pemax =E2

4r






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

4 التجريبي النشاط

..

A

..

R1

.

B

.

•

..

R2

.

C

.

N

...

I

.

P

.

M

.

A

..

•

.

V

..

UAB

.

UBC

.

E

.

A

..

R1

.

B

.

C

..

R2

.

D

.

A

..

P

.

V

..

P

...

I

.

•

. UAB.

UDC






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

4 التجريبي النشاطR2 و R1 أوميين وموصلين كهربائيا مولدا يضم الذي التجريبي التركيب ننجز

شدة ونقيس UPN = E = 6V التوتر نضبط بحيث التوالي على مركبين. I الكهربائي التيار

. التوازي على األوميين الموصلين نفس تركيب بعد القياس نفس نعيدكلتي في المولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة أحسب ــ 1

؟ تستنتج ماذا . الحالتينقانون بتطبيق ، R2 و R1 للموصلين المكافئة المقاومة Req نسمي ــ 2

: أن بين جولReq = R1 +R2






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

. التوالي على للتركيب بالنسبة *

Req =R1.R2

R1 +R2

. التوازي على للتركيب بالنسبةالمقاومة مع المولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة تتغير كيف ــ 3

؟ Req المكافئة






..........

..........................................................................

.....

......

..........

.




......

أوميين وموصلين كهربائيا مولدا يضم الذي الكهربائي التركيب ننجز ــ 4القيمة على UPN التوتر ، الحالة هذه في ونضبط التوالي على مركبين

. الكهربائي التيار شدة I ونقيس UPN = E = 12Vمع قارنها ثم ، المولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة أحسب 1 ــ 4

. UPN = E = 6V حالة في الممنوحة الكهربائية القدرةالقوة مع المولد طرف من الممنوحة الكهربائية القدرة تتغير كيف 2 ــ 4

؟ E الكهرمحركة


Documents

انتقال الطاقة في دارة كهربائية ، القدرة ...chimiephysique.ma/1ereBac/Trasmissionenergie1erSexp.pdfﻲﻓﺔﻗﺎﻄﻟالﺎﻘﺘﻧا ،ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻛةراد