---
title: "من محطّة التوليد إلى البيت: المولّد المتناوب"
book: "الفيزياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية"
subject: physics
language: ar
chapter: 69
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/69-from-power-plant-to-home-the-alternator
---

# الفصل 69 — من محطّة التوليد إلى البيت: المولّد المتناوب

سنة كاملة من [الكيلوواط ساعة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-kwh) جرت عبر تدقيقاتك — لكن من أين؟ اتبع الكبل خارجًا من البيت، وتحت الشارع، وعبر الأبراج، ينتهِ بك عند آلة تدور في قاعة عظيمة: [المولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator). وسرّه أجمل مفاجأة في كهرباء هذا الكتاب: اكتشاف السنة الماضية أن التيار يصنع مغناطيسية، معكوسًا.

## 69.1 التحريض: الأثر معكوسًا

**قضية 69.1 (التحريض الكهرمغناطيسي).**

حرّك مغناطيسًا قرب [دارة مغلقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-circuit) — أو حرّك الدارة قرب [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) — فما دامت الحركة يظهر [توتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) ويسوق تيارًا: كهرباء *محرَّضة* بمغناطيسية متغيّرة. والقواعد، من المنضدة:

1. لا يحرّض إلا *التغيّر* : [فالمغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) الساكن بجانب الوشيعة لا يعطي شيئًا — مهما قوي [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) ؛
2. وحركة أسرع، [ومغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) أقوى، ولفّات أكثر في الوشيعة: [توتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) محرَّض أكبر؛
3. واعكس الحركة ينعكس التيار المحرَّض — فالإقبال والإدبار يسوقان مسيرين متعاكسين.

في السنة الماضية صنع تيارٌ مغناطيسية؛ وفي هذه السنة تصنع مغناطيسيةٌ متحرّكة تيارًا. والأثران وجها عملة واحدة — والوجه الثاني يشغّل الحضارة.

**طريقة 69.2 (التحريض على المنضدة).**

وشيعة كثيرة اللفّات، [ومغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) قضيبي، ومقياس حسّاس صفره في الوسط:

1. صِل المقياس على طرفَي الوشيعة؛ وأمسك [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) ساكنًا داخلها: تنام الإبرة عند الصفر — [فالقوة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/12-pushes-and-pulls-forces#def-g2-pushes-and-pulls-force) وحدها لا تحرّض شيئًا؛
2. ادفع [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) إلى الداخل: ترفس الإبرة في جهة — وتعود إلى الصفر لحظة تتوقّف الحركة؛
3. واسحبه: رفسة مساوية، في الجهة الأخرى؛
4. وادفعه أسرع: رفسة أكبر. وهزّ [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) دخولًا وخروجًا بإيقاع، تتأرجح الإبرة يسارًا ويمينًا ويسارًا — فأنت تدير تيارًا متناوبًا بيدك.

![التحريض على المنضدة: لا يوقظ الوشيعة إلا مغناطيس متحرّك — ورفسة الإبرة تنعكس بانعكاس الحركة.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/fig-d14aaa585f5a.svg)

*التحريض على المنضدة: لا يوقظ الوشيعة إلا [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) *متحرّك* — ورفسة الإبرة تنعكس [بانعكاس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/32-mirrors-and-reflection#def-g5-mirrors-reflection-reflection) الحركة.*

## 69.2 المولّد المتناوب

**تعريف 69.3 (المولّد المتناوب).**

*المولّد المتناوب* تحريض لا يكلّ: [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) يُدار بثبات بجانب وشيعة ثابتة (أو وشيعة تُدار في حقل مغناطيسي). فكل نصف دورة تجلب قطبًا نحو الوشيعة ثم تحمله بعيدًا — تغيّر يتجدّد بلا انتهاء — فيتأرجح [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) المحرَّض موجبًا فسالبًا فموجبًا: *متناوبًا*، بحكم البناء، راسمًا تمامًا الجيبية الناعمة في فصل [راسم الذبذبات](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/67-alternating-current#met-g9-alternating-current-scope). وأدِره خمسين دورة في الثانية يتناوب الخرج عند $50\,\mathrm{Hz}$: [فتردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) الشبكة *هو* [سرعة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula) دوران، تحفظها كل محطّة على الشبكة على خطوة واحدة.

**مثال 69.4 (الدينامو على عجلتك).**

دينامو الدرّاجة [مولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) في الجيب: فالعجلة تدير مغناطيسًا صغيرًا داخل وشيعة ثابتة، فيضيء [المصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) — أسطع وبتردّد أعلى كلما دُست أقوى، تمامًا كما تعد قواعد المنضدة (ويخفق عند الزحف، كما لاحظ فصل [التيار المتناوب](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/67-alternating-current#def-g9-alternating-current-dcac)). وثمنه أمين أيضًا: فالدينامو يجرّ — وإضاءة [المصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) تكلّف ساقيك جهدًا حقيقيًّا. فالتحريض لا يعطي [طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy)؛ بل *يحوّل* الحركة إلى كهرباء، جولًا [بجول](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule)، ناقص ضريبة الاحتكاك.

![محطّة كهرمائية: الماء المرفوع يندفع هابطًا، فيدير العنفات، فترسل المولّدات المتناوبة الطاقة بعيدًا على الأسلاك.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/img-8443687dded2.jpg)

*محطّة كهرمائية: الماء المرفوع يندفع هابطًا، فيدير العنفات، فترسل المولّدات المتناوبة [الطاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) بعيدًا على الأسلاك.*

## 69.3 كل محطّة توليد آلة واحدة

**قضية 69.5 (اللبّ المشترك).**

كهرباء العالم كلها تقريبًا، مهما كان إعلانها، تُصنع بالطريقة نفسها: شيء يدير *عنفة* — طاحونة [هواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) متينة من الريش — والعنفة تدير مولّدًا متناوبًا. ولا تختلف محطّات التوليد إلا في *ما الذي يدفع الريش*:

1. المحطّات الحرارية تغلي الماء بحرق الفحم أو [الغاز](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-gas) — فنفّاثات البخار تدير العنفة؛
2. والمحطّات النووية تغلي الماء [بحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) شطر الذرّات بدل ذلك — فبخار ثانية؛
3. والسدود الكهرمائية تدع بحيرة جبلية تسقط عبر الريش — سلسلة السدّ في الطفولة، مكتملةً؛
4. وعنفات الرياح تتخطّى الوسيط: [فالريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind) هي دفعة الريش، [ومولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) في كل حجرة.

واستثناء واحد يؤكّد القاعدة: فالألواح الشمسية تصنع الكهرباء بلا دوران البتّة — بأثر ضوئي من نصيب سنوات الجامعة.

![كل محطّة، وسلسلة واحدة: شيء يدير العنفة، والعنفة تدير المولّد المتناوب، والتحريض يفعل الباقي. ولا يختلف من محطّة إلى أخرى إلا الصندوق الأول.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g9-alternator/fig-61f91a2c3ed1.svg)

*كل محطّة، وسلسلة واحدة: شيء يدير العنفة، والعنفة تدير [المولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator)، والتحريض يفعل الباقي. ولا يختلف من محطّة إلى أخرى إلا الصندوق الأول.*

**مثال 69.6 (سلاسل، مدقَّقة).**

اكتب كل محطّة سلسلةَ [طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) كما في الطفولة، بمفردات احترافية الآن. السدّ: ارتفاع مخزون $\to$ حركة ماء ساقط $\to$ دوران $\to$ كهرباء — والشمس، تذكّر، هي التي رفعت تلك البحيرة [بالتبخّر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/39-water-in-all-its-states#def-g6-water-states-changes): [فالقدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) الكهرمائية [ضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) شمس مؤجَّل مطرًا. ومحطّة الفحم: مخزون كيميائي $\to$ [حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) $\to$ حركة بخار $\to$ دوران $\to$ كهرباء — مع تسرّب الدفء عند كل سهم، كما تعترف أعمدة دخان أبراج التبريد. [والريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind): [هواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) متحرّك (حرّكته الشمس) إلى دوران مباشرة. وتُسمّى المنابع التي تعيد الطبيعة ملأها — الماء [والريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind) [وضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) الشمس — *متجدّدة*؛ أما المخزونات المحروقة والمشطورة فتُنفق إلى الأبد بمقاييس الزمن البشري.

**ملاحظة 69.7 (لماذا تطنّ الأبراج عند 400000 فولت).**

يحلّ أجل آخر وعود فصل [التيار المتناوب](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/67-alternating-current#def-g9-alternating-current-dcac). تحتاج بلدة، ولنقل، إلى مئة مليون [واط](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power). وبمقتضى $P = U I$، تستطيع تلك [القدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) أن تسافر تيارًا هائلًا [بتوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) متواضع — أو تيارًا متواضعًا [بتوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) هائل. لكن الأسلاك تسخن بفعل *التيار* ([الأثر الحراري](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/54-electric-current-and-its-effects#prop-g8-electric-current-effects-three) القديم)، وكل درجة من تدفئة الأبراج [طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) مدفوعة الثمن ضائعة على الغربان. فالشبكة تنقل عند توترات تحبس الأنفاس — مئات الآلاف من الفولتات، وتيارات ضئيلة، وضياع أدنى — ثم تخفض [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage)، حيًّا حيًّا، إلى $230\,\mathrm{V}$ المروَّضة في جدارك. وآلة الخفض، *المحوّل*، وشيعتان وتحريض مرة أخرى — ولا تعمل إلا على تيار يتناوب: فالشبكة كلها تنطق [بالتيار المتناوب](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/67-alternating-current#def-g9-alternating-current-dcac) لأن المحوّل كذلك.

## 69.4 تمارين

**تمرين 69.1 ★.**

اذكر قواعد التحريض الثلاث على المنضدة. وماذا يحرّض [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) قويّ *ساكن*؟

**حل التمرين 69.1.**

لا يحرّض إلا التغيّر؛ والحركة الأسرع [والمغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) الأقوى واللفّات الأكثر تعطي توترًا أكبر؛ والحركة المعكوسة تعكس التيار. [والمغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) الساكن، مهما قوي، لا يحرّض شيئًا البتّة.

**تمرين 69.2 ★.**

لماذا يكون خرج [المولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator) متناوبًا؟ اربط تغيّرات الإشارة بالدوران.

**حل التمرين 69.2.**

كل نصف دورة من الدوّار تجلب قطبًا نحو الوشيعة (فتحرّض في جهة)، ثم تحمله بعيدًا (فتحرّض في الجهة الأخرى): فوجب أن يتأرجح [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) في إشارته مع كل نصف دورة — فالتناوب مبنيّ في الدوران.

**تمرين 69.3 ★.**

عند أيّ [سرعة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula) دوران يغذّي [مولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) شبكة $50\,\mathrm{Hz}$؟ وعلامَ يجب أن تتّفق كل محطّة على الشبكة من ثمّ؟

**حل التمرين 69.3.**

خمسون دورة في الثانية (للآلة البسيطة ذات القطبين). وعلى كل محطّة أن تحفظ إيقاع الدوران نفسه بالضبط — فالشبكة كلها تدور على خطوة واحدة، متقاسمةً تردّدًا واحدًا.

**تمرين 69.4 ★.**

سمِّ الصندوقين الكونيّين في كل محطّة توليد، والصندوق الواحد الذي يتغيّر بين الفحم والذرّة والسدّ [والريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind).

**حل التمرين 69.4.**

العنفة [والمولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator). ولا يتغيّر إلا دافع الريش: بخار اللهب، أو بخار الذرّة، أو البحيرة الساقطة، أو [الريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind).

**تمرين 69.5 ★.**

اكتب السلسلة الكهرمائية من البحيرة الجبلية إلى مصباحك — وسمِّ الآلة السماوية التي ملأت البحيرة.

**حل التمرين 69.5.**

ارتفاع البحيرة المخزون $\to$ حركة الماء الساقط $\to$ دوران العنفة $\to$ كهرباء [المولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator) $\to$ المحوّل والشبكة $\to$ [المصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb). والشمس هي التي ملأت البحيرة: [فالتبخّر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/39-water-in-all-its-states#def-g6-water-states-changes) رفع البحر، والمطر سلّمه إلى الجبال.

**تمرين 69.6 ★.**

لماذا يصير الدوس أشقّ لحظة يُشغَّل [مصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) الدينامو؟ وأيّ مبدأ يمنع أن يكون الأمر غير ذلك؟

**حل التمرين 69.6.**

[طاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) [المصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) يجب أن تجيء من مكان ما، والمخزون الوحيد على درّاجة هو الراكب: فالدينامو يحوّل عمل الساقين إلى [ضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source)، فتظهر جولات [المصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) جرًّا إضافيًّا. [فالطاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) تُحوَّل ولا تُستحضر أبدًا — أقدم قانون في المنهج.

**تمرين 69.7 ★.**

افرز إلى متجدّد وغير متجدّد: [الريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind)؛ والفحم؛ وبحيرة السدّ؛ واليورانيوم؛ [وضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) الشمس. وما الذي يحدّد الفرز؟

**حل التمرين 69.7.**

متجدّد: [الريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind)، والبحيرة (فالمطر يعيد ملأها)، [وضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) الشمس. وغير متجدّد: الفحم واليورانيوم — منفَقان إلى الأبد بمقاييس الزمن البشري. والفرز يسأل: أتعيد الطبيعة ملء المخزون ونحن نفرّغه؟

**تمرين 69.8 ★.**

لماذا تشحن الشبكة قدرتها عند مئات الآلاف من الفولتات؟ سمِّ الصيغة التي تعرض الخيار والأثر الذي يحسمه.

**حل التمرين 69.8.**

$P = U I$ تتيح [لقدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) واحدة أن تسافر [بتوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) عالٍ وتيار صغير؛ [والأثر الحراري](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/54-electric-current-and-its-effects#prop-g8-electric-current-effects-three) يجعل ضياع الأسلاك ينمو مع التيار. فتيار صغير، وأسلاك باردة، [وطاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) موفَّرة — فتشحن الشبكة عاليًا وتخفض عند العتبة.

**تمرين 69.9 ★★.**

[مولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) للعرض يُدار باليد ببطء فيضيء مصباحه خافتًا بخفقان مرئي؛ وبالإدارة السريعة يضيء ساطعًا ثابتًا. فسّر التغيّرين بقواعد المنضدة وبفصل [التردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency).

**حل التمرين 69.9.**

الإدارة البطيئة: [توتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) محرَّض صغير (القاعدة الثانية) — [فمصباح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/16-a-first-electric-circuit#def-g3-first-electric-circuit-bulb) خافت — عند دورات قليلة في الثانية: فخفقان مرئي، دون معدّل دمج العين. والإدارة السريعة: [توتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) أكبر — فسطوع — [وتردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) تدمجه العين ناعمًا. قرصان، ويد واحدة تدير.

**تمرين 69.10 ★★.**

محطّة تسلّم $1 \times 10^{8}\,\mathrm{W}$. قارن التيارين اللازمين عند $230\,\mathrm{V}$ وعند $400\,000\,\mathrm{V}$ (بالكتابة العلمية). وأيّهما تستطيع الكبلات الحقيقية أن تحمله؟

**حل التمرين 69.10.**

عند $230\,\mathrm{V}$: $I = 1 \times 10^{8} \div 230 \approx
4.3 \times 10^{5}\,\mathrm{A}$ — أي أربعمئة ألف [أمبير](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/55-current-intensity-and-the-ammeter#def-g8-intensity-ammeter-intensity): ولا كبل على الأرض يحملها. وعند $400\,000\,\mathrm{V}$: $I = 1 \times 10^{8} \div 4 \times 10^{5} =
250\,\mathrm{A}$ — كبل نقل عادي. وقضية المحوّل، مغلقة.

**تمرين 69.11 ★★.**

المحطّات الحرارية والنووية، في جوهرها، غلّايات معقّدة. دافع عن هذا الشعار بسلسلتيهما — وحدّد الحلقة الوحيدة التي تختلفان فيها.

**حل التمرين 69.11.**

تقرأ السلسلتان كلتاهما: مخزون $\to$ [حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) $\to$ ماء يغلي $\to$ حركة بخار $\to$ دوران $\to$ كهرباء — غلّايات معقّدة تغذّي عنفات. ولا تختلف السلسلتان إلا عند حلقة واحدة بعينها: ما الذي يصنع [الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/34-heat-and-insulation#def-g5-heat-and-insulation-heat) — كيمياء الفحم المحترق، أم شطر نوى اليورانيوم.

**تمرين 69.12 ★★★.**

الجولة الكبرى، معكوسةً: مصباحك الليلة يتوهّج عند $230\,\mathrm{V}$. تتبّع طاقته صعودًا عبر كل صندوق — المحوّل، والأبراج، [والمولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator)، والعنفة، ومخزون أوّلي تختاره — مسمّيًا شكل [الطاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) عند كل مرحلة والتسرّبات على الطريق. ثم أجب عن سؤال الطفولة بجملة من الصف التاسع: من أين يجيء [الضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) في غرفتك في نهاية المطاف؟

**حل التمرين 69.12.**

صعودًا: $230\,\mathrm{V}$ في الجدار جاءت عبر محوّل الحيّ (فخُفض [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage))، على أبراج عند مئات الكيلوفولتات (وشكل النقل: [تيار متناوب](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/67-alternating-current#def-g9-alternating-current-dcac) عالي [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage)، يتسرّب منه دفء قليل)، من [مولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) (دوران إلى كهرباء، بالتحريض)، تديره عنفة (حركة بخار أو ماء)، يغذّيها مخزون — ولنقل بحيرة السدّ المرفوعة، وقد رفعها [تبخّر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/39-water-in-all-its-states#def-g6-water-states-changes) الشمس. ومن ثمّ جملة الصف التاسع: [الضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) في غرفتك [ضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) شمس — مخزونًا، وساقطًا، ومُدارًا، ومشحونًا.

## 69.5 مسألة: نوبة ليل في المحطّة

**مسألة 69.1.**

مسألة نهاية الأسبوع — نوبة ليل في المحطّة الكهرمائية؛ تحريض وخطوة واحدة وعاصفة؛ سجلّ المهندسة

ترافق مهندسة الليل عند سدّ الوادي — بحيرة في الأعلى، وبلدة في الأسفل، ومولّدات متناوبة تطنّ بينهما.

**القسم الأول — قاعة الآلات.**

1. تفتح المهندسة بوّابة: فيرعد الماء عبر العنفة الثالثة، وتستيقظ مقاييس مولّدها المتناوب. اكتب سلسلة [الطاقة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/29-energy-in-everyday-life#def-g5-everyday-energy-energy) من البحيرة إلى القضيب العمومي.
2. وداخل [المولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator) ، ما الذي يتحرّك وما الذي يقف ساكنًا — ولماذا يجب أن يتحرّك شيء أصلًا؟
3. والشبكة تعمل عند $50\,\mathrm{Hz}$ . وتراقب المهندسة قرصًا يبقي العنفة الثالثة عند الدوران المطابق تمامًا. فماذا يفسد عند [السرعة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula) الخطأ؟ (ماذا كان سيفعل [تردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) توترها؟)
4. ويسأل متدرّب إن كان [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) أقوى في الدوّار سيعطي [قدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) إضافية “مجّانية”. صحّح الحلم بثمن الدينامو الأمين.

**القسم الثاني — طلب البلدة.**

5. عند الثالثة فجرًا تسحب البلدة $2 \times 10^{7}\,\mathrm{W}$ . فعند $200\,000\,\mathrm{V}$ على خطّ النقل، أيّ تيار يغادر المحطّة؟
6. [والقدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) نفسها عند $230\,\mathrm{V}$ كانت ستحتاج إلى أيّ تيار — وماذا تقول المقارنة عن عمل المحوّل؟
7. وعند السابعة تستيقظ الغلّايات والمسخّنات: فيتضاعف الطلب. فما الذي يجب أن تطعمه المهندسة العنفات أكثر، وماذا كان سيحدث [لتردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) الشبكة لو أطعمتها أقلّ مما ينبغي؟ (فالآلات تبطئ تحت الحمل، كدرّاج على تلّة.)
8. وتخرج المحطّة الشقيقة — مزرعة رياح على الحافة — من الخدمة إذ تموت [الريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind) . فأيّ صندوق من سلسلتها خذل، وأيّ الصناديق وقفت سليمة تمامًا؟

**القسم الثالث — العاصفة.**

9. يقطع البرق خطّ نقل؛ فتنطلق القواطع. وتعيد المهندسة توجيه القدرة على الخطوط المجاورة. فأيّ خاصّية من خواصّ الشبكة — وهي شبكة تفرّع واحدة عظيمة — تجعل إعادة التوجيه ممكنة؟
10. وأثناء الهرج تخفت أضواء مستودع خفوتًا بنّيًّا دقيقة واحدة. فسّر: ما الذي هبط، وبمَ كانت محرّكات المستودع ومصابيحه ناقصة التغذية لحظتها؟
11. والفجر: على السجلّ أن يشرح للمتدرّبين لماذا كانت كهرباء الليل كلها، في أصلها، [ضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) شمس. صُغ الشرح في سطرين (البحيرة، [والتبخّر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/39-water-in-all-its-states#def-g6-water-states-changes) ، والمطر).
12. وسطر السجلّ الأخير، كما جرت العادة: فيزياء الليلة في جملة واحدة — الحركة والمغناطيسية وغلّاية البلدة الصباحية فيها.

**حل المسألة 69.1.**

**1.** ارتفاع البحيرة $\to$ حركة الماء المندفع $\to$ دوران العنفة $\to$ [توتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) متناوب محرَّض في المولّد $\to$ قضيب المحطّة العمومي. **2.** [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) الدوّار يدور؛ والوشائع تقف ثابتة. وبلا حركة لا تغيّر للمغناطيسية عبر الوشائع — وبلا تغيّر لا يعطي التحريض شيئًا البتّة. **3.** [تردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) ينسخ الدوران: [فسرعة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/52-motion-graphs-and-average-speed#def-g7-motion-average-speed-formula) خطأ، [وتردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) خطأ — وآلة خارجة عن خطوة $50\,\mathrm{Hz}$ في الشبكة تقاتل كل [مولّد متناوب](#def-g9-alternator-alternator) آخر عليها بدل أن تعينه. **4.** [مغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet) دوّار أقوى يحرّض أكثر فعلًا — وتكدّ العنفة فورًا أشدّ لتبقيه دائرًا في مواجهة جرّ مغناطيسي أقسى: فكهرباء أكثر خارجةً تقتضي ماءً أكثر عابرًا، جولًا [بجول](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/66-kinetic-energy-and-road-safety#def-g9-kinetic-energy-safety-joule). فالبحيرة، لا [المغناطيس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/6-magnets#def-g1-magnets-magnet)، هي التي تدفع. **5.** $I = 2 \times 10^{7} \div 2 \times 10^{5} = 100\,\mathrm{A}$. **6.** $I = 2 \times 10^{7} \div 230 \approx 8.7 \times 10^{4}\,\mathrm{A}$ — أي سبعة وثمانون ألف [أمبير](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/55-current-intensity-and-the-ammeter#def-g8-intensity-ammeter-intensity): كبل مستحيل. وعمل المحوّل هو هذه المبادلة بعينها — [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) صعودًا، والتيار هبوطًا، [والقدرة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) كما هي. **7.** ماءً أكثر عبر البوّابات. وإن نقصت التغذية، أبطأت الآلات المحمَّلة كدرّاج على تلّة — وهبط [تردّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/62-sound-speed-pitch-loudness#def-g8-sound-pitch-loudness-frequency) الشبكة دون الخمسين: فتحسّ ساعات الشبكة وآلاتها كلها بشبكة جائعة. **8.** الصندوق الأول لا غير — [الريح](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-wind)، دفعة الريش. أما العنفة [والمولّد المتناوب](#def-g9-alternator-alternator) والمحوّل فوقفت سليمة تمامًا، في سكون. **9.** الشبكة تفرّع واحد عظيم: فطرق كثيرة تصل كل محطّة بكل بلدة، فتستطيع حصة الخطّ المقطوع أن تجري على الفروع الناجية — استقلال التفرع، على مقياس وطني. **10.** الخطوط المعاد توجيهها والمثقلة تركت [التوتر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) المسلَّم يهبط دون الاسمي دقيقة واحدة: فخفتت مصابيح المستودع ودارت محرّكاته كسولة — ناقصة التغذية، كما يجب لأيّ جهاز دون توتره الاسمي. **11.** “كل [واط](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/68-electric-power-and-energy#def-g9-electric-power-energy-power) الليلة جاء من ماء بحيرة ساقط؛ فالشمس بخّرت البحر، والمطر حمله إلى جبالنا. ونحن ندير [ضوء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/3-light-and-shadows#def-g1-light-and-shadows-source) الشمس هنا — مخزونًا في بحيرة، عن طريق السماء.” **12.** مثلًا: “حركة أمام مغانط صنعت كل [فولت](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/56-voltage-and-the-voltmeter#def-g8-voltage-voltmeter-voltage) في الليلة — وعند السابعة طلبت عشرة آلاف غلّاية من البحيرة أن تسقط أسرع قليلًا.”