Electromagnetic-book-ar, Essays (university) of Electromagnetic Engineering

Electromagnetic book for Arabica speaker

Typology: Essays (university)

2019/2020

Uploaded on 10/08/2020

XXxr
XXxr 🇸🇦

1 document

1 / 100

Toggle sidebar

This page cannot be seen from the preview

Don't miss anything!

bg1
1
لولأا بابلا
نمزلا عم ةتباثلا ةيسيطانغملاو ةيئابرهكلا تلااجملاو رداصملا
ًدرا كدرًخم كداخو ةا كدلماًةعهالا كدردةسا تا ًدرا م ًعاعدر ًاددقت ةيرخلأا دوقعلا تدهشتلاًدصتلاا
ددددلم تًبحددددرًلحامنإ دددد ددددام كلمددددرلم ًة ةام كددددلماًةعهالا تا ًددددشلما ددددا اعدددد شلإبحددددرا كدددداًعلا كددددئلمبحلا
يخا ًا عصلحا لا لًثةا للمبحر ىخع تا ًشلما-:
- كلمنًارلا تًعمجولام ندةا ت تيلام ليًعلا طرووةام ضا ةةا ط ضلا طوطخ ع كتجًةلا تلاًلمجا
تولمبحلام عنًصةام
- ولام كلمعاذلما تًطلمحا ع كتجًةلا تا ًشلماخ ةزهجام كازًاتلاًصتلاا وةاخقة كوةًثلام ك
- عًعدشلما دهددلت تيددلام كلمددص للا ةوددرًلحا ةزددهجا ددع كددتجًةلا تً ادعددطا اوددنم دًدداا لاددلة ًهوععددر دادزددتم
نواارًلمق ًلم
- ت تيدددلا كلمددرلم ًة ةام كدددلماًةعهالا تلاًددلمجاً ددددلو ددد شدددتًة تيددلا عدددخلأا كددداخو ةا ةزددهجلأام زًددداخولا ةزددهجا
ة ع كتجًةلا تلاًلمجا وورا نواا دقم كاعصعلا تولمبحلاضع يدللا ضدعة ًدعاتعا ةزدهجلأا
نًرنلما كلإر ىخع عثؤا دق كج دل
- كمظنا ع كتجًةلا تًعًعشلماتلاًصتلاا عخلأا
ما( كلمرلم ًة ةام كلماًةعهالا تلاًلمجام تا ًشلما ىخع فععولا نًابم ة معضلا ا لعيج ا م
م )كلمرلم ًة امعهالاف مهًه ًبحت ا تيلا دًصةا عام ًهضعة عا عضم كلمًمح ةًوالا ا م مولمرم ًهجوةت
ةير وةا تلاًلمجا ىخع يرلما لالة زلمكترلا نوالمرم كلمردةسا كلمرلم ًة امعهالا عوضوة كا معضلا سرلأا
ازلا عا، دًصةا ة ور م كلذم عوضوةا ا س مزلالام معضلا سًرلأا يمدقت موا نا ا دةلا هنا لاإ
ةام كلماًةعهالا تلاًلمجام مدقلمرم ةًوالا ا عوضوة ًلمرًرا ًبحخطوا بروعت ًنهلأ ازلا عا كوةًثلا كلمرلم ًة
تلاًلمجام دًصةا كل كم ازلا عا كوةًثلا كلماًةعهالا تلاًلمجام دًصةا ا لال اعصومخ ًحعش ةًبحلا ا
مولمرم عخلأا ةاوة ل سًرلأا ةًبحلا ا لالام ازلا عا كوةًثلا كلمرلم ًة ةا كثلاث لىإ هملمرقت
لملأا زلجا يط ا ازجا ًهةا يمدقت مولمر زلجا ا مم ازلا عا كوةًثلا كلماًةعهالا تلاًلمجام دًصةا
كلماًةعهالا دًصةا(تًةلإللا) ياًةعهك دهجم تلاًمجم وق ا ًهةع جوةا ًام، كل ك مولمرم
كلزًعلا داوةا صاًصخًبهًطقورام قاع م عراوةا حعشم يمدقت مولمرف نيًثلا زلجا م ًاا هوعر دًيجإ ك
كلمرلم ًة ةا دًصةا(تا ًلمولا) صاًصخ مولمرم يرلم ًة ا دهجم تلاًمجم وق ا ًهةع جوةا ًام
صاًصلخام ) ازلا عا شةًثلا( عمورةا ًلمولا لجًعلمر هنإف لًثلا زلجا ًاا كثًلمحا دًيجإم كلمرلم ًة ةا داوةا
ل هلمخلمروةا كاخو ةا طًرم
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
pf31
pf32
pf33
pf34
pf35
pf36
pf37
pf38
pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
pf41
pf42
pf43
pf44
pf45
pf46
pf47
pf48
pf49
pf4a
pf4b
pf4c
pf4d
pf4e
pf4f
pf50
pf51
pf52
pf53
pf54
pf55
pf56
pf57
pf58
pf59
pf5a
pf5b
pf5c
pf5d
pf5e
pf5f
pf60
pf61
pf62
pf63
pf64

Partial preview of the text

Download Electromagnetic-book-ar and more Essays (university) Electromagnetic Engineering in PDF only on Docsity!

  • : املش ً ات عخى رحبملل اةثًل ال احلصع ا ً اخي

kg الربمتونمزن

  • 27

kg مزن امللارتمن، امللارتمنًت م ادا ات خموخاك حول الةواة جمموعك ا

  • 31

قملمك لخوعحبري ع C الاولوابمترو دم محدة ،(-)شإلةوه ً رًلحبك رطخح عخى اخ اجرًم ا

  • 19 1.67  10

هعةًاملك) متأيتالربمتونًت مامللارتمنًت األرًس لخلإلةًت الاهعةًاملك (ام اةصًد الا م ثل C

  • : كم ً اخي اةصًد (اللإلةًت) ةأشاًل خموخاك مذلك

ام جمموعك ا،كزة عةد نقطكشإلةًت) اع عدةم ي شإلةك (ام - : (Point Charge)شحنة نقطية -

Cممحداهت ً ةًلاولواب qماعاز س ً ةًلعاز ، الةقًط

اوزعك ةلال اةوظم ام غري q Cً، اثال، م ي شإلةك اقدا - : (Line Charge)شحنة خطية -

امارتممحداهت ً كولواب/ L ماعرب عةه ً ةاثًفك اللإلةك اخلطملك ماعاز س ً ةًلعاز L اةوظم عخى خط

C/m

م امداوزعك ةلال اةوظ q Cً، اثال، م ي شإلةك اقدا - : (Surface Charge)شحنة سطحية -

ًممحداهت s ز س ً ةًلعاز داللإلةك الرطإلملك ماعا ماعرب عةه ً ةاثًفك S ري اةوظم عخى رطح غد

2 C /m

اوزعك ةلال اةوظم ام غريq Cم ي شإلةك اقدا ً، - : (Volume Charge)شحنة حجمية -

ارتممحداهت ً كولواب/ v م اعرب عةه ً ةاثًفك اللإلةك احلجمملك ماعاز س ً ةًلعاز V اةوظم م حجم

3 C /m

، م F 12 =- F 21 ماالحظ انq 2 عخى اللإلةكq 1 ي القوة اليت تؤثع هب ً اللإلةك F 12 إن حمل

ميثل اوجه a R 12 ، مq 2 مq 1 نيو ي اةرًفك اليت تاصل ةني اللإلة R 12  R 12  r 2  r 1

و ثًةش الورط ام مسًحملوه متاون قملموه  ميثالن اوجهًت اوضعملك م r 2 م r 1 ول م محدة

10 /( 36 ) F/m )ام لخهوا( لخاعاغ

9  0  

ةًرو دام املحداثملًت الا ً تملزاك a R12 م R 12 م r 2 م r 1 كوًةك (2 - 1) اللال ا م ميا

  • :كم ً اخي الاعماك مذلك ماألرطوانملك م

r 1 (^) , 2  r 1 , 2 a r 1 , 2 z 1 , 2 a zr 1 , 2 a r 1 , 2 x 1 , 2 a x  y 1 , 2 a y  z 1 , 2 a z

1 , 2 1 ,^2 x 1 , 2 1 ,^2 y^1 ,^2 z

r cos a r sin a z a

r 1 , 2 sin 1 , 2 cos 1 , 2 a (^) xr 1 , 2 sin 1 , 2 sin 1 , 2 a yr 1 , 2 cos 1 , 2 a z

2 2 1

2 2 1

2 R 12  r 2  r 1  (x 2 x 1 ) (y y) (z z)

a (^) R 12 [(x 2 x 1 ) a x (y 2 y 1 ) a y(z 2 z 1 ) a z]/R 12

q 1 (x 1 ,y 1 ,z 1 )

(r 1 , 1 , 1 ) q 2

(x 2 ,y 2 ,z 2 )

(r 2 , 2 , 2 ) r 1

R 12

r 2

F 12

F 21

z

y

x

تاصل q 2 م q 1 ةني شإلةوني F 12

R 12 ةملةهم ً ارًفك

(r 2 ,2,z 2 )

(r 1 ,1,z 1 )

ًا الةًتج ةلال اةوظم عخى رطح كعة ارًحوه عماووز ،احلًلك) (م q 1 الةقطملك

2 2 12

4 R m

كم ً تحبملةه العالقك اة كو ة مذلك q 2 عخى اللإلةك الةقطملك األخع عد لالة اللإلةك متؤثع

امنه القوة الاهعةًاملدك لادل محددة شدإلةكاعخى (Electric Field) E اوم اآلن تععاف اجملًل الاهعةًاي

اةوضدوعك عةدد الةقطدك q 1 اللدإلةك الةدًتج عد ( x 2 , y 2 , z 2 ) عةدد الةقطددك E 1 ان اجملددًل الاهعةدًاي

  • :كم ً اخي و (x 1 , y 1 , z 1 )

V/m 4 R

q

q

R 12 12

1

2

12 1 a

F

E

إلةك حجمملدك اوجدودة م احلجدمةدًك شد كدًن مإذا V/m ام N/C متادون محداتده

'

ًدي كثًفوهدم V

ًكمداادون(x, y, z) فدإن اجملدًل الاهعةدًاي الةدًتج عةدد الةقطدك (3 - 1) ًدو احبدني م اللدال كمد V

  • : اخي

V/m 4 R

(r ) dV R

' V

2

' ' V E(r) a  

'

a R  R / R م R  r-r

q 1 = 1 nC م الادعاغ، األمىلاوضدوعكشدإلةًت نقطملدك ثدال (4 - 1)احبدني اللدال - : (1-1) مثـال

عةدد الةقطدك q 3 = 1 nCمالثًلثك (0, 0, 0)لةقطكعةد ا q 2 =-2 nC مالثًنملك (1, 0, 0) عةد الةقطك

r'

R

z 

y

x

r

dV'

 V

V'

E( r)



3 / 2 2 2 2

x y z

9

9

(x 1 ) y z

(x 1 ) y z

( x,y,z)

a a a E

V/m (x 1 ) y z

(x 1 ) y z

(x y z

2 (x y z

2 2 2 3 / 2

x y z)

3 / 2 2 2 2

x y z)

a a a a a a

  • :فهو كم ً اخي P 2 اا ً اجملًل الاهعةًاي الاخي عةد الةقطك

x z z x z E   aaaaa 11. 64 V/m z  a

  • :فهو كم ً اخي P 3 اجملًل الاهعةًاي الاخي عةد الةقطك مااون

E ( 2 , 0 , 0 ) 9 ( a x  0. 5 a x 0. 11 a x) 5. 5 a x V/m

L C/m ًكث ًفوهد دواال حيمدل شدإلةك خطملدك ردخا ًاوردال(5 - 1)احبدني اللدال - : (2 - 1) مثـال

P عةدد الةقطدك د ا الردخك عد الةدًتج الاهعةدًاي اجملدًل اسدوا ، امجدد م z احملو ًةًجت ماوضوع

(0, y, 0)

- : الحـــل

x

y

z

(0, 0, - z')

(0, 0, z')

ℓ dz'

d E

P (0, y, 0)

z مالإلون اوضوع عخى احملو

R ٌ

d E

'

dz C ً حيمددل شددإلةك اقدددا مالدد dz

' L

  • :كم ً اخي الةًتج ااون d E

V/m

4 R

dz d ( 0 ,y, 0 ) 2 R 0

' L E a



1 / 2 2 2 '

م R (y z )

2 '^21 / 2 z

' r y a  (y a  z a )/(y  z )

  • :ك ااون كم ً اخيخ الر ام ان اجملًل الاهعةًاي الاخي الةًتج ع

dz V/m

(y z )

(y z )

( 0 ,y, 0 )

'

3 / 2 2 2 '

z

' y

0

L



a a E

الواًادل انفقدط (االحدظ a y ًم اجتد اةرألك فإن اجملًل الاهعةًاي ردملاون لده عةصدع الومًثل م ما

ام E = Ey a yتاون راعا) ام الثًين اوم عخى دالك ااعدة مةًلوًيل فإن نوملجوه

3 / 2 2 2 '

'

0

L y

(y z )

dz

2 y E ( 0 ,y, 0 )



z  ytan ةًرددددو دام دددد ا الواًاددددل األخدددددري ام عاقددددك الوعددددواض ملجدددددعا مترددددو دم

'

' 2

   مdz yd /cos

3 / 2 3 2 2 2 '

، ام(y z ) y /cos

2

/ 2

0

2

0

3 / 2 2 2 '

'

cos d 1 / y y

(y z )

dz    

 

 

  • :كم ً اخي (0,y,0) ماصحبح اجملًل الاهعةًاي عةد الةقطك

E (^) y ( 0 ,y, 0 )L/( 2  0 y) V/m

كك محدة اللإلةك اةوجحبكمخطوط جمًس ً الاهعةًاي محع +qشإلةك نقطملك - : (6 - 1) الشكل

V/mماجملدًل الاهعةدًاي dL = dr a rفدإن (6 - 1) اللدال ماد

4 r

q

2 r 0

E a 

  • :كم ً اخي اصحبح V 12 فإن اجلهد الاهعةًاي

V

r

r

q dr

4 r

q V

0 2 1

r 2

1

r

2 0

ً اق ً ندك ةةقطدك اادون عةدد P( r ) فدإن اجلهدد الاهعةدًاي لخةقطدك r 1 م r 2 = r كًندش مإذا

V

4 r

q V(r)  0

نقطدك ماادون جهدد ا r كدعة نصدف قطع د ردطح نقطدك عخدى ً قملمدك اجلهدد عةدد ا م ثل العالقدك األخدرية

(7 اللدال اجلهد ماالحظ اد ا ةرطح ترًم مارمى q /( 4  0 r) Vًعخى رطإله ً ار ًما

'

  • :مذلك كم ً اخي dV

R

dV

V(r)

' v

' V

0



ً ثل اةرًفك ةني الةقطك اليت عةد R إن حمل

'

ًماالحظ مالةقطك اليت اوم حرًة جهد v dV

r 1 الةدًتج ةدني نقطودني األمىل تقدع عخدى ةعدد V 12 امجدد فدعا اجلهدد (2-1)م اةثدًل -: (3-1) مثـال

2L رددخكالددول كددًن إذا r 2 < r 1 خمدد ًةددأنالرددخك ع ادد r 2 الرددخك مالثًنملددك تقددع عخددى ةعدد اد

إذا(0, y, 0)أمجدد جهدد الةقطدكف ،z = Lم z = - L ةدني،z ود ماوضدوع ةلادل اومًثدل عخى احمل

C/m كثًفك اللإلةك اخلطملك له كًنش

L

  • : الحـــل

E /( 2 r) دو مبد ً ان اجملدًل الاهعةًادي سد ا الرخك

r L 0

r = r 1 ) فدإن فعا اجلهد ةني نقطودني  

  • :و كم ً اخي V 12 (r = r 2

q V 1 V 2 V 3 V 4

E

اجلهد رطح ترًم

خطوط اجملًل

الاهعةًاي

عخدددددى اردددددطح E اجملدددددًل الاهعةدددددًاي

عمودادد ًعخددى رددطح تردد ًم dL ام عةدددا ً ااددون dL ًاوازادد ًلخ ددط اةمثددل لخمردد E الاهعةددًاي

مم ًرد ًلردطح dL ًام عةددا ً اادون اةرد dL ًاوازاد ًلخمرد E ماادون رداعا عةددا ً اادون اجلهدد

(Voltage Gradient)تدرج الجهد -: 4 - 1 - 1

كهعةددًاي ةوجددود جمددًل Lتاصددل ةملةهمدد ً ارددًفك V + VمV جهددد ةددًك رددطإلي ترددًم كددًن إذا

  • :فإن فعا اجلهد ااون كم ً اخي (9 - 1)ًو احبني م اللال كم مذلك E عخمله عمود

2

E dL

1

V 12 V EL L

، ام L ًلاهعةًاي ةًجت و اجملًل ا EL إن حمل

E V/ L

L

فدإن dL = dx ax كدًن فدإذا ذلدك اجلهدد

x

V

Ex 

x

V

( E Ex a x a x 

E

V 2

V 1

V 12

V 21

V 12

خطوط اجملًل الاهعةًاي

اجلهد رطح ترًم

اجلهد رطح ترًم

E

E

فدإن dL = dy a y كًندش

y

V

Ey 

فدإن dL = dz a z كدًن ااد ً إذا ، 

z

V

Ez 

  • :ااون كم ً اخي E فإن اجملًل الاهعةًاي dL = dx a x + dy a y+ dz a z كًن مةًلوًيل إذا

 (^) x x y y z z x y z z

V

x

V

x

V

E E a E a E a a a a

ةوجددود جمددًل Lتاصددل ةملةهمدد ً ارددًفك V + VمVاجلهددد رددطإلي ترددًم - : (9 - 1) الشــكل

E كهعةًاي

  • :كم ً اخي فإن العالقك األخرية تاوب ΔLdL  0 معةدا ً تؤمل

  x y z z

V

y

V

y

V

E a a a

V(x,y,z) x y z

x y z

  a a a (8a - 1)

E   V (8b - 1)

x y z^ إن^ حمل

x y z

a a a

ام مبعدل(gradient)مادعى ةًلود ج  

  • :خيكم ً ااألرطوانملك مااون م املحداثملًت الو ري

 x

y

(x 2 ,y 2 )

L

dL

E

ترًم رطح

V اجلهد

اجلهد ترًم رطح

V+V

E

dL

عخددى شددالاكددًن اةصددد اوجددود اادد ً إذا (9a-1)مل تظهددع م اةعًدلددك  ماالحددظ ان خصددًاص الورددط

م حجمv شإلةًت حجمملك

'

  • :كم ً اخي D فملما كوًةك V

2

' V

2 r

' v C/m 4 R

dV

 

Da (10 - 1)

كث ًفدك الادملض الاهعةد ًاي ثد ً ا عخدى شدالآتةدوجqعخى ان اللإلةك الةقطملك(9a - 1) الةظع إىل اةعًدلك ميا

ً مت مإذا اددد (10 - 1)كمدد ً احبملةدده اللددال ةملًهندد ً عخددى شددال خطددوط لددرتا رددطح الاددعة اةقاددل مذلددك مت D

دو اللدإلةك الةقطملدك فإن الةدًتج ردملاون ،qاللإلةك كل اآلث ًالةًجتك عام كل الاملض الاهعةًاي ًة حرد

كددل اخلطددوط اةمثخددك لاثًفددك خددالل جتمملددع ماددوم حرددًة الاددملض الاهعةددًاي ادد اآلثدد ً ) دد (اصددد q

  • : رطح الاعة اةقال مذلك كم ً اخي الاملض الاهعةًاي الةًةع ا

  

 

0

2

0

r

2 2 r

S

r sin d d q 4 r

q D dS a a

  • :ه ً عخى اللال الوًيل ام ميا كوًةو

q dV v

S V

 

D dS (11 - 1)

خدالل اد D كهعةًاملدك ) مةني ا ً اةوج عةه ا كثًفك فدملض qةني اةصد (اللإلةك(11 - 1) متعةط العالقك

ان اةصددد اوجددد حملددVًةداخخددك حجمدد حيددوشددال) ان ااددون لدده ا ميادد (مالددSطح اقاددل ردد

D

q

رطح الاعة اةقال

حيدد الV احلجم

S الرطح اةقال

qاللدإلةك الةقطملدك - : (10 - 1) الشـكل

كدماةوج عةهً كثًف S حيملط هب ً رطح اقال

D كهعةًاملك فملض

ماطخدق عخدى(Gauss Law)ةقدًنون جدًمس (11 - 1)شدال آخدع متعدعف العالقدك حجمملك ام عخدى ا

ددد ا القدددًنون مادددعةط (Gauss Surface)طح جدددًمسردددة(Closed Surface)Sاةقادددل الردددطح

اادون اةعًدلدك الواًاخملدك مالديت لد د اد D ه املزاحدكجداوملجيدًد اردو دااه اةصد مبد ً اةدوج عةده مردملوم

،L C/mكثًفدك شدإلةًت خطملدك ال حيمل و رخك اورل(11 - 1)احبني اللال - : (5-1) مثال

ا الرخك عنيالةًجت E مشدة اجملًل الاهعةًاي D امجد كثًفك الاملض الاهعةًاي

  • : الحـــل

مةًردو دام املحدداثملًت األردطوانملك ماالحظدك انده (11 - 1)ًدو احبدني م اللدال كمد مذلك L ةطول

ًااون له عةصدعا إال م اجتد ل D ا اةثًل فإن الومًثل م ما

r

ام zدري ادعاو كد لك فإنده لدم a

2 D  D (^) r (r) a r C/m

احبملةد ًعخملده ردطح L C/m كثًفدك شدإلةًت خطملدك وادل حيمدل ردخك اوردل - : (11 - 1) الشـكل

ال رطح جًمس اةق

x

y

z

r D

وال حيمل رخك اورل

شإلةًت خطملك

S 3 الرطح اجلًنيب

S 1 القًعدة الراخملك

S 2 القًعدة الراخملك

2 s C/m

  • :راعا ماحبقى ا ً اخيS 6 مS 5 مS 4 مS 3 عخى األرطح م ضو ا ً رحبق تاون نوملجك الواًال

2 z s

2 s

2 z

2 Dz L  D L  L D  / 2 C/m

E z s/ 2  V/m ام ااون اجملًل الاهعةًاي

ادع ادماوجدد داخخهد ً توز aً كعة نصف قطع حجم ًعخى شال(13 - 1)احبني اللال - : (7 - 1) مثال

3

كثًفدددك الادددملض الاهعةدددًاي ماجملدددًل الاهعةدددًاي امجدددد v C/m

- : الحـــل

ً إال سدمال اادون  ام  ال تو ري اع D كثًفك الاملض الاهعةًاي ومًثل فإن ا اةثًل مم ضو ال م

ام ان r ًاجتددددد عةصدددددعا ماحددددددا م

2 r r

0 raم اةةطقدددددك D ، ام ان D D (r) a C/m

  





D r sin d d

2

2

0 0

r

S 1

D dS

 



2

0 0

r

0

'^2 ' v r sin dr d d

v^2 v r

3 r

2 C/m 3

r r D 3

4 r D

V/m مااون اجملًل الاهعةًاي

r E

v r 

فإنr > a اا ً م اةةطقك خ ً ج الاعة ام

 



2

0 0

2 r

S 2

D dS D r sin d d      

 

r sin d d

2

2

0 0

a

0

v

2 2

v

3

v r

3 r

2 C/m

3 r

a a D 3

4 r D

V/m )r > a(ة مااون اجملًل الاهعةًاي خ ً ج الاع

3 r

a E 2

v

3

r 

r احلًلدك فإهند ً الةقطدك د مم ًاجلهد الاهعةًاي فملجب ان ااون جهد نقطدك الحبداادك اععمفد ملجيًد

- : ااون اجلهد كم ً اخي r a اي اةةطقكف ً ار ًما ًلخصاع ااون جهد حمل

V

3 r

a dr

3 r

a V

v

3

r

' 2 r '

v

3 r

   

r

E dL a a

  • : 0 ra م اةةطقك م

y

x

z

a

S 1

S 2 v

r

r`

رطح جًمس اةقال خ ً ج اةةطقك

v ًاليت توواجد فمله

رطح جًمس م الداخل

3 v C/m

a ع ددددد كددددعة نصددددف قط ًداخددددل