التحويل الكهروميكانيكي I

تُعدّ المحركات الكهربائية والمشغلات عموماً جزءاً من حياتنا اليومية؛ إذ نجدها في الصناعة كما في التطبيقات الاستهلاكية. فالسيارات، والأجهزة المنزلية، والحواسيب، وحتى الهواتف المحمولة تعتمد على أنظمة كهروميكانيكية لتوليد القوة أو الحركة. يتناول هذا المقرر المبادئ الأساسية التي تُمكّن من الحساب والمحاكاة والتصميم لأنظمة كهروميكانيكية مثل المشغلات والمحركات الكهربائية. ويركّز على بناء نماذج فيزيائية ورياضية تساعد على فهم كيفية انتقال الطاقة بين المجال المغناطيسي والحركة الميكانيكية، وكيفية تقدير القوى والعزوم الناتجة عن ذلك. يتضمن المقرر الوحدات التالية: - الدوائر المغناطيسية. - المواد المغناطيسية. - المحول أحادي الطور. - التحويل الكهروميكانيكي. - الأنظمة الديناميكية. - المشغلات. في كل وحدة، تُعرض المادة ليس فقط من الزاوية الرياضية بهدف تمكين النمذجة والحساب، بل أيضاً من منظور تطبيقي يدعم فهم السلوك الفيزيائي للأنظمة الكهروميكانيكية واستخدامه في التحليل والتصميم. يهدف المقرر إلى تزويد المتعلم بالأدوات المفاهيمية اللازمة للتعامل مع مكوّنات مثل الدوائر المغناطيسية والمغناطيسات الدائمة والمحولات، وصولاً إلى مبادئ القوى الكهرومغناطيسية المستخدمة في المشغلات والمحركات.

• تحليل الدوائر المغناطيسية: الجهد/الكمون المغناطيسي، الفيض، الممانعة المغناطيسية، الحث الذاتي والمتبادل، والمخطط المكافئ للدارة المغناطيسية
• فهم المواد المغناطيسية: نطاق فايس، التشبع، الهسترة والتيارات الدوامية (فوكو)، ونمذجة المغناطيس الدائم
• تمييز المحول أحادي الطور المثالي والواقعي وبناء المخطط الكهربائي المكافئ له
• شرح مبادئ التحويل الكهروميكانيكي: الطاقة والطاقة المشتركة المغناطيسية ومشتقة الطاقة المشتركة
• استخدام موتر ماكسويل لتقدير القوى الكهرومغناطيسية
• تطبيق قوة لابلاس في حساب القوة/العزم الناتج عن التيارات في المجالات المغناطيسية

• معارف أساسية في الهندسة الكهربائية (الإلكتروتقنية)
• معارف متقدمة في التفاضل والتكامل (التباعد، الدوّار، المعادلات التفاضلية)