منتديات العلم الذهبي

كل شي يرحب بك
كل شي يتبسم ويتوهج فرحا بقدومك
كل شي ينمق عبارات الترحيب
ويصوغ كلمات الحب لوجودك
كل شي ينتظر مشاركاتك
وقلمك الرائع وابداعاتك
كل شي يردد حياك الله ^_^


يتكون من عدة اقسام علمية
 
الرئيسيةالبوابةاليوميةس .و .جبحـثقائمة الاعضاءالمجموعاتالتسجيلدخول
نحن الان نقدم لكم منتدى علمى مفيد جدا و من يسجل يكون له حق المشاركة و منتدانا يجيب و يساعد الاعضاء فى الابحاث فمن يطلب بحث سوف يكون موجود خلال 24 ساعة و يقدم مساعدة للباحثين فى كل نواحى العلوم فقط اترك موضوع اكتب فيه ما تحتاجه و سوف تجده فى القسم الذى ينتمى اليه و يمكنكم مراسلتى على الايميل doctor_riham31@yahoo.com سوف أجيب على ما تحتاجونه مع خالص الاحترام . احبائي اعضاء المنتدى سوف اغيب عن المنتدى ولن ادخله كثيراً لظروف ابحاثي و دروسي و يا ريت تعتنوا بيه .
تم عمل تعديلات جديدة للمنتدي وتشمل ( اضافة أقسام جديدة - ستايل جديد ورائع للمنتدي - عمل شات احترافي للمنتدي اسفل الصفحة الرئيسية - تلوين اقسام المنتدي واضافة صورة لكل قسم ) ونرجو أن تلقي هذه التعديلات اعجابكم ويمكنكم ارسال مقترحاتكم حول تطوير المنتدي الينا لدعمنا ومساعدتنا في عرض المنتدي بأحسن صورة ولا تبخلوا علينا بها .. شكرا لكم .. الإدارة
عادة يتم تفعيل حسابات الأعضاء الغير مفعله خلال 48 ساعة كحد أقصي من خلال الادارة 48
شاطر | 
 

 التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
rama taha
المدير العام
المدير العام


عدد المساهمات: 79
تاريخ التسجيل: 28/09/2012
العمر: 18

مُساهمةموضوع: التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي   الأربعاء فبراير 13, 2013 5:53 am





اكتشف العالم الدانمركي هانز أورستد عام1819أن للتيار الكهربي تأثيرات مغناطيسية وذلك عندما وضع سلكا يحمل تيارا كهربيا موازيا لإبرة مغناطيسية حرة الحركة.
فلاحظ انحراف إبرة البوصلة ,وعند قطع التيار الكهربي عادت إبرة البوصلة لوضعها الأصلي.
انحراف ابرة البوصلة يدل على أن التيار الكهربى أثناء مروره فى السلك ينشأ عنه مجال مغناطيسي أثر على المجال المغناطيسي لإبرة البوصلة مسببا انحرافها .



يقدر بالعدد الكلي لخطوط الفيض المغناطيسي المارة عموديا علي مساحة ما.
الوحدة العملية للفيض المغناطيسي هي الوبر web


ويعبر عن شدة المجال المغناطيسى بكثافة الفيض المغناطيسيB .
كثافة الفيض المغناطيسى عند نقطة B
هو الفيض المغناطيسي لوحدة المساحات
او هو عدد خطوط الفيض المارة عموديا بوحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة .
وحدات قياس كثافة الفيض المغناطيسي.
تسلا وتكافئ وبر/م2 أو تكافئ نيوتن /أمبير متر
N / A . m - Weber/ m2 - Tesla



Øm = A B sin حيث  الزاوية المحصورة بين اتجاه الفيض والسطح (المساحة ) (الملف)
أي أن الفيض المغناطيسي Øm= مركبة كثافة الفيض العمودية Bsin × مساحة السطح A



الحالة الزاوية بين مستوى الملف (المساحة) والفيض المغناطيسى

الملف عمودى على اتجاه الفيض 90o = 
الفيض المار بالملف نهاية عظمى

الملف موازى لاتجاه الفيض صفر = 
لا يمر الفيض بالملف
دار الملف بمقدار30 من الوضع العمودى على الفيض 90 + 30 = 120 o = 
دار الملف بمقدار 30 من الوضع الموازى للفيض 30o = 







لمعرفة شكل المجال المغناطيسي الناشئ من مرور تيار
في سلك نجري التجربة الآتية:
1- نحضر لوحة أفقية من الورق المقوى ينفذ منها سلك
مستقيم فى الوضع الرأسى
2- ننثر برادة الحديد علي اللوحة الأفقية.
3 - نمرر تيار كهربى مستمر فى السلك المستقيم .
4- ,ثم نطرق اللوحة عدة طرقات خفيفه .
• نلاحظ أن برادة الحديد تترتب علي شكل دوائر منتظمة
متحدة المركز مركزها السلك الذى يمر فيه التيار
• هذه الدوائر تمثل خطوط الفيض المغناطيسي
وتتزاحم الدوائر بالقرب من السلك وتتباعد كلما ابتعدنا عنه
شدة المجال المغناطيسى للتيار الكهربى الذى يمر فيه السلك المستقيم
تزداد بالإقتراب من السلك وتقل بالإبتعاد عنه
• وبزيادة شدة التيار المار فى السلك المستقيم وإعادة طرق اللوحة
• يزداد تزاحم خطوط الفيض حول السلك .
شدة المجال المغناطيسى للتيار الكهربى الذى يمر فيه السلك المستقيم
تزداد بزيادة شدة التيار وتقل بإنقاصه
تعيين اتجاه الفيض المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار في سلك مستقيم:
1- عمليا بواسطة استخدام بوصلة:
حيث يدل اتجاه قطبها الشمالي علي اتجاه المجال (خطوط الفيض).
2- نظريا بواسطة قاعدة اليد اليمني لأمبير:
نتصور أننا نقبض علي السلك باليد اليمني بحيث يشير الإبهام
إلي اتجاه التيار الكهربي فإن اتجاه باقي الأصابع الملتفة
حول السلك يشير إلى اتجاه المجال المغناطيسي للتيارالكهربى .

العوامل الي تتوقف عليها كثافة الفيض (B)الناشئ عن مرور تيار في سلك مسقيم:
1- شدة التيار(I)
كثافة الفيض تتناسب طرديا مع شدة التيار
2- المسافة العمودية (d)بين النقطة ومحور السلك
كثافة الفيض تتناسب عكسيا مع بعد النقطة عن محور السلك
3- النفاذية المغناطيسية للوسط 
وهى قابلية الوسط لنفاذ الفيض المغناطيسى خلاله .
كثافة الفيض تتناسب طرديا مع النفاذية المغناطيسية للوسط
من(1),(2) ، (3) نجد أن


1- تسمي العلاقة قانون أمبير الدائرى حيث  .معامل النفاذية المغناطيسية للوسط ,وإذا كان الوسط هواء أو فراغا ,فإن / A . m web =
2- علل ينصح بعدم بناء المساكن بالقرب من أبراج الضغط العالي للكهرباء
حفاظا علي الصحة العامة والبيئة وذلك لتولد
فيض مغناطيسي حول الاسلاك تقل كثافته كلما ابتدعنا .


























نلاحظ فى الحالات السابقة
1- اذا كان اتجاه الفيض المغناطيسى الناتج عن كل سلك عند النقطة المراد حساب الفيض الكلى عندها فى نفس الاتجاه فان B2 +B1 = Bt
2- اذا كان اتجاه الفيض المغناطيسى الناتج عن كل سلك عند النقطة المراد حساب الفيض الكلى عندها فى عكس الاتجاه فان B2 –B1 = Bt

هى النقطة التى يكون عندها محصلة كثافة الفيض المغناطيسى = صفر
ونلاحظ الاتى :-
1- توجد نقطة التعادل بين السلكين اذا كان التياران فى السلكين فى نفس الاتجاه وبجوار السلك الاقل تيار
حيث يكون اتجاه الفيض الناشىء عن السلك الاول يعاكس اتجاه الفيض الناشىء عن السلك الثانى ويساويه فى المقدار .
2- توجد نقطة التعادل خارج السلكين اذا كان التياران فى السلكين فى اتجاهين متضادين وبجوار السلك الاقل تيار حيث يكون اتجاه الفيض الناشىء عن السلك الاول يعاكس اتجاه الفيض الناشىء عن السلك الثانى ويساويه فى المقدار .
3- عند نقطة التعادل يكون صفر Bt =
ويصبح B1 = B2



س متى لا توجد نقطة تعادل لسلكين متوازيين يمر بهما تيار كهربى ؟
الحل عندما يمر بهما تيار كهربى له نفس الشدة ومتعاكسان فى الاتجاه .

س فى الشكل التالى سلكان متعامدان شدة تيار السلك الاول I وشدة تيار السلك الثانى 2I
اوجد محصلة كثافة الفيض عند كل نقطة مع تحديد اتجاه الفيض الناشىء عن كل سلك عند تلك النقطة











اسم
النقطة اتجاه الفيض B1 عندالنقطة والناشىء عن تيار السلك الاول اتجاه الفيض B2 عندالنقطة والناشىء عن تيار السلك الثانى

محصلة كثافة الفيض عند النقطة
a الى خارج الصفحة الى داخل الصفحة B2 = B1 صفر = B2 –B1 = Bt
b الى خارج الصفحة الى داخل الصفحة 4B1 = B2 3B1 = B1 –B2 = Bt
c الى خارج الصفحة الى خارج الصفحة 4B1 = B2 5B1 = B1 +B2 = Bt
d الى خارج الصفحة الى خارج الصفحة B2 = B1 2B1 = B2 +B1 = Bt ا
e الى داخل الصفحة الى خارج الصفحة B2 = B1 صفر = B2 –B1 = Bt
f الى داخل الصفحة الى خارج الصفحة 4B1 = B2 3B1 = B1 –B2 = Bt
g الى داخل الصفحة الى داخل الصفحة 4B1 = B2 5B1 = B1 +B2 = Bt
h الى داخل الصفحة الى داخل الصفحة B2 = B1 2B1 = B2 +B1 = Bt ا



1- اذا كان الفيضان بينهما زاوية  عند نقطة
فان محصلة كثافة الفيض عند هذه النقطة يتعين من العلاقة
وعلى ذلك فاذا كان الفيضان متعامدان فان 90 =  ويصبح صفرCos 90 =
ويصبح محصلة كثافة الفيض عند هذه النقطة يتعين من العلاقة

2- النقطة التى توضع عندها بوصلة مغناطيسية ولا تتحرك هى نقطة التعادل










لدراسة المجال المغناطيسي للملف الدائري نجري التجربة التالية:
1- انثر برادة الحديد علي لوحة من الورق المقوي .
2- يخترق اللوحة ملف دائري يمر به تيار مستمر.
3- اطرق اللوحة طرقات خفيفة فتترتب برادة الحديد متخذة الشكل الموضح بالرسم ,ومنه نلاحظ ما يلي:
شكل المجال المغناطيسي :-
يشبه إلي حد كبير المجال المغناطيسي لمغناطيس قصير:
حيث يكون الوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر إليه
في اتجاه حركة عقارب الساعة قطبا جنوبيا
والوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر إليه عكس حركة عقارب الساعة قطبا شماليا.
خواص خطوط الفيض المغناطيسي للملف الدائري:-
1- تفقد خطوط الفيض دائريتها.
2- تختلف كثافة الفيض من نقطة لنقطة أخري.
3- خطوط الفيض عند محور الملف خطوط مستقيمة متوازية متعامدة على مستوى الملف
وهذا يدل على أن المجال منتظما في هذه المنطقة ,وفي اتجاه المحور أي عموديا علي مستوي الملف. حساب كثافة الفيض المغناطيسي (B)عند مركز ملف دائري:-
نفرض ملفا دائريا نصف قطره( r )متر,وعدد لفاته (N)لفة,ويمر به تيار شدته (I) أمبير,فإن


حيث معامل النفاذية المغناطيسية وللهواء = / A . m ) web = )
العوامل التي تتوقف عليها كثافة الفيض المغناطيسي في مركز ملف دائري يحمل تيارا:-
1- عدد لفات الملف الدائري ( ( Nتتناسب كثافة الفيض تناسبا طرديا مع عدد اللفات .
2- شدة التيار المار في الملف ( I ) تتناسب كثافة الفيض تناسبا طرديا مع شدة التيار .
3-نصف قطر الملف الدائري (r ) تتناسب تناسبا عكسيا مع نصف قطر الملف.
4 - النفاذية المغناطيسية للوسط 
كثافة الفيض تتناسب طرديا مع النفاذية المغناطيسية للوسط

تعيين اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري يمر به تيار:
1- عمليا: بوضع البوصلة المغناطيسية عند مركز الملف الدائري الذي يمر به تيار فيشير قطبها الشمالي إلي اتجاه المجال
2- نظريا: بتطبيق قاعدة البريمة اليمني ....
قاعدة البريمة اليمني :
أدر بريمة ( قلاوظ ) باليد اليمني في اتجاه الربط فى اتجاه حركة عقارب الساعة عند مركز الملف بحيث يشير اتجاه دورانها الى اتجاه التيارفى الملف ,فيكون اتجاه اندفاعها هو اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز الملف.

الملف الدائري في حالة مرور التيار به يكافئ (ثنائي قطب مغناطيسي)
حيث لا يوجد في الطبيعة أقطاب منفردة ,فدائما يوجد قطبان أحدهما قطب شمالي.والآخر قطب جنوبي.
الملف الدائري الذي يمر فيه تيار يماثل مغناطيس علي هيئة قرص مصمت له قطبان مستديران




















1- يتعين عدد اللفات بمعلومية طول سلك الملف.من العلاقة :

حيث L طول السلك , r نصف قطر الملف
اى ان طول سلك الملف كله = محيط اللفة × عدد اللفات
اذا كان السلك يكون اقل من لفة فيكون :-

2- في حالة ملفين دائريين لهما مركز مشترك واحد . فإذا كان:

(أ)التيار المار فيهما في اتجاه واحد والملفان فى نفس المستوى . فإنه:
• عند المركز المشترك Bt= B1 + B2 .
(ب)- التيار المار فيهما في اتجاهين متضادين( او دار احد الملفين بمقدار 180 درجة ) فإن :-
Bt = B1 – B2 حيث B1 أكبر من B2
• عند نقطة التعادل,فإن B1 = B2
(ج) إذا كان الملفان متعامدين (او دار احد الملفين بمقدار 90 درجة ) فإن:

3- المسار الدائري للإلكترون حول النواة يمثل ملفا دائريا عدد لفاته لفة واحدة ,وتتعين شدة التيار المار من العلاقة: شدة التيار المار= شحنة الإلكترون × عدد الدورات في الثانية



س :- الاشكال الاتية توضح انصاف حلقات يمر بها نفس التيار I احسب كثافة الفيض عند المركز بدلالة
I , r , μ





الحل
نفرض ان نصف قطر الملف الاصغر r1 = r ونصف قطر الملف الاكبر r2 = 2r وعددلفات الملف الاصغر = عدد لفات الملف الاكبر

وكثافة الفيض للملف الاصغر B1 وللملف الاكبر B2
الحالة (1)


الحالة (2)






الحالة (3)






الحالة (4)







نصل طرفي سلك ملفوف لفا حلزونيا (ملف لولبي)بمصدر تيار مستمر
يتولد مجال مغناطيسى يشبه الى حد كبير المجال المغناطيسى لقضيب مغناطيسى ومن الشكل نلاحظ الأتى:-
شكل المجال المغناطيسي
1- داخل الملف:- يكاد يكون منتظما أي أن خطوط الفيض
عند محور الملف تكون متوازية , وموازية لمحوره.
2 - خارج الملف :- يشبه المجال المغناطيسي الناتج عن قضيب مغناطيسي
3. كل خط يمثل مسارا متصلا داخل و خارج الملف .
*ويلاحظ ان :- طرف الملف الذي تخرج منه خطوط الفيض المغناطيسي هو القطب الشمالي
و الطرف الذي تدخل فيه هو القطب الجنوبي.
حساب كثافة الفيض المغناطيسي( B )
عند أي نقطة علي محور ملف لولبي حيث(L)طول الملف ,(N)عدد لفاته ,(I) شدة التيار فإن

حيث معامل النفاذية المغناطيسية للوسط وللهواء يساوي/ A . m ) web = )
والمقدار يساوي عدد اللفات في وحدة الأطوالn لفة / متر

ويمكن كتابة القانون السابق على الصورة B = μ I N
العوامل التي تتوقف عليها كثافة الفيض المغناطيسي(B) عند أي نقطة علي المحور داخل الملف اللولبي.
1- شدة التيار(I)
تتناسب كثافة الفيض المغناطيسي طرديا مع شدة التيار.
2- عدد اللفات (N)
تتناسب كثافة الفيض المغناطيسي طرديا مع عدد اللفات .
3- طول الملف(L)
تتناسب كثافة الفيض المغناطيسي عكسيا مع طول الملف

( أو تتناسب كثافة الفيض المغناطيسي طرديا مع عدد اللفات فى وحدة الأطوال)
4 - النفاذية المغناطيسية للوسط 
كثافة الفيض تتناسب طرديا مع النفاذية المغناطيسية للوسط
تعيين اتجاه المجال المغناطيسي
ويتم ذلك بتعيين نوع القطب في كل من وجهي الملف اللولبي.
بواسطة قاعدة اليد اليمني لأمبير.
قاعدة أمبير لليد اليمني:
نتخيل أننا نقبض علي الملف باليد اليمني بحيث تشير
أصابع اليد اليمني ما عدا الإبهام إلي اتجاه التيار
في الملف فيكون اتجاه الإبهام العمودي علي الأصابع
يشير إلي اتجاه القطب الشمالي.


1 يمكن زيادة شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار في ملف بوضع قضبان من الحديد المطاوع داخل الملف(علل).
لأن النفاذية المغناطيسية للحديد كبيرة جدا بالنسبة للنفاذية المغناطيسية للهواء كما أن القلب الحديدي يتمغنط نتيجة مرور التيار في الملف وينشأ عنه خطوط فيض مغناطيسي تضاف لخطوط الفيض الناشئ عن تيار الملف .
2- (علل) قد يمر تيار كهربى مستمر فى ملف حلزونى ولا يتولد عنه مجال مغناطيسى (او قد لاتتمغنط ساق حديد فى لف حولها سلك يمر به تيار مستمر )
لان الملف يكون ملفوفا لفا مزدوجا حيث يلاشى المجال المغناطيسى لاحد الفرعين المجال الناشىء عن الفرع الاخر حيث يكون اتجاه التيار فى احد الفرعين فى عكس اتجاه التيار فى الفرع الاخر .
3- يمكن الحصول على ملف لولبى يمر به تيار كهربى مستمر ويكون له قطبان خارجيان متشابهان فى طرفيه
حيث يتم ذلك بطريقتين هما








س:- ملف حلزونى من النحاس طوله L وعدد لفاته N متصل ببطارية قوتها الدافعة الكهربية VB ماذا يحدث عند :-

1 وضع اسطوانه من الحديد المطاوع داخل الملف تزداد كثافة الفيض المغناطيسى لان النفاذية المغناطيسية للحديد اكبر منها للهواء فيعمل على تركيز خطوط الفيض .حيث
2 تقليل المسافة الفاصلة بين كل لفتين الى النصف تزداد كثافة الفيض الى الضعف لان طول الملف يقل الى النصف مع ثبوت عدد اللفات. حيث
3 قطع نصف طول الملف وتوصيل ما تبقى منه بنفس البطارية تزداد كثافة الفيض الى الضعف لان مقاومة الملف تقل الى النصف فتزداد شدة التيار الى الضعف مع ثبوت عدداللفات فى وحدة الاطوال .
حيث

4 استبدال الملف النحاسى باخر من الالمونيوم تقل كثافة الفيض لان المقاومة النوعية للنحاس اقل من المقاومة النوعية للالمونيوم فيكون مقاومة ملف النحاس اقل من مقاومة ملف الالمونيوم فيصبح شدة التيار المار فى ملف النحاس اكبر منها فى الالمونيوم حيث

س:- فى الشكل المقابل ملف مثبت فوق قطعة حديد مطاوع موضوع على قب ميزان :-
(أ) حدد نوع القطب المتكون فى الملف عند الطرف القريب من قطعة الحديد مع ذكر
اسم القاعدة المستخدمة فى تحديد قطبية الملف
(ب) ماذا يحدث لقراءة الميزان
1- عند غلق المفتاح k .
2-اذا عكس قطبى البطارية .
الحل
(أ) يتكون قطب شمالى والقاعدة المستخدمة امبير لليد اليمنى
(ب) 1- تقل قراءة الميزان لان المجال المغناطيسى الناتج من الملف يعمل على مغنطة قطعة
الحديد فيجذب الملف قطعة الحديد حيث يتكون قطب جنوبى عند الطرف القريب من الملف
2- تزداد قراءة الميزان حيث يحدث تنافر بين الملف وقطعة الحديد
لاحظ ان :-
قطبية الملف تتغير بتغير اتجاه التيار اما قطعة الحديد لا تغير قطبيتها .



1- يتعين عدد اللفات بمعلومية طول سلك الملف.من العلاقة :

حيث L طول السلك (طول سلك الملف وليس طول الملف ), r نصف قطر الملف
اى ان طول سلك الملف كله = محيط اللفة × عدد اللفات
لاحظ انه فى الملف الحلزونى طول سلك الملف اكبر دائما من طول الملف

2-إذا تم إبعاد لفات الملف الدائري ,فإنه يصبح ملفا لولبيا ونطبق قانون الملف اللولبي حيث عدد اللفات لم يتغير او شدة التيار .

3- وللمقارنة بين كثافتي الفيض في الحالتين نطبق العلاقة:




نضع سلكا مستقيما يمر به تيار بين قطبي مغناطيس
• تنشأ قوة تؤثر على السلك تحركه في اتجاه عمودي علي كل من :
1- اتجاه المجال المغناطيسي . 2- اتجاه التيار.
•وعند عكس اتجاه التيار أو اتجاه المجال المغناطيسي
ينعكس اتجاه القوة المؤثرة على السلك فيعكس السلك اتجاه حركته.
•اتجاه القوة المؤثرة (اتجاه حركة السلك)تتوقف علي اتجاه المجال المغناطيسي واتجاه التيار.
•نستنتج مما سبق :-
عندما يمر تيار كهربي في سلك موضوع عموديا علي اتجاه مجال مغناطيسي,فإنه يتحرك بتأثير قوة المجال المغناطيسي في اتجاه عمودي علي كل من اتجاه المجال واتجاه التيار.

تعيين اتجاه القوة التي يؤثر بها مجال مغناطيسي علي سلك يحمل تيارا وموضوع عموديا في مجال مغناطيسي بواسطة
قاعدة اليد اليسري لفلمنج:
اجعل أصابع يدك اليسري الإبهام و السبابة متعامدين علي بعضهما وعلي باقي الأصابع بحيث يشير السبابة لاتجاه المجال وباقي الأصابع ما عدا الإبهام لاتجاه التيار فيكون الإبهام مشيرا لاتجاه الحركة (القوة المغناطيسية)

تفسـير تولـد القـوة المغناطيسـية









1- نفرض أن المجال المغناطيسى المنتظم يقع في مستوى الورقة ونفرض أن السلك عمودى على هذا المستوى .
2- عند إمرار التيار الكهربى في السلك بحيث يكون اتجاه التيار الى داخل الورقة يتولد عنه مجال مغناطيسى حول السلك يكون خطوط الفيض فيه عبارة عن دوائر منتظمة يمكن تعيين اتجاهها بتطبيق قاعدة اليد اليمنى لأمبير.
3- يتراكب المجال المنتظم مع المجال المغناطيسى للتيار الكهربى في السلك المستقيم .
لـذلـك نـلاحــظ :
• المجالان أعلى السلك في اتجاه واحد وعلى ذلك تتزاحم خطوط الفيض وتزداد شدة المجال الكلى .
• المجالان أسفل السلك في اتجاهين متضادين لذلك تتباعد خطوط الفيض وتقل شدة المجال الكلى.
• قوة التنافر أعلى لسلك أكبر من قوة التنافر أسفل السلك .
• تعمل محصلة القوتين على تحريك السلك لأسفل طبقا لقاعدة فلمنج لليد اليسرى .




حساب القوة المغناطيسية المؤثرة علي سلك يحمل تيارا كهربيا:
ثبت بالتجربة العملية (الدراسة الماكروسكوبية)ما يأتي:
(أ)عند ثبوت كثافة الفيض (B),وشدة التيار(I) ؛فإن: (1)
(ب)عند ثبوت كثافة الفيض B,طول السلك Lفإن ( 2 )
(ج)عند ثبوت شدة التيار, Iطول السلك L فإن (3)
من1 و2 و3 نجدان


ويتوقف مقدار هذا الثابت علي نوع الوحدات المستخدمة وللتخلص من المقدار الثابت يجب أن يساوي واحدا وذلك باختيار وحدة لقياس كثافة الفيض المغناطيسي و هي التسلا حيث تصبح :
القوة مساوية واحد نيوتن . F = 1 N
عندما يكون طول السلك مساويا واحد L = 1 m
ويحمل تيارا كهربيا شدته واحد أمبير I = 1 A
وبالتالي يصبح المقدار الثابت مساويا واحد صحيح عندما يكون السلك عموديا علي اتجاه المجال.
وعندئذ يكون



1- إذا كان السلك يميل بزاوية ()علي اتجاه المجال المغناطيسي لا بد من تحليل كثافة الفيض المغناطيسي
إلي مركبتين متعامدتين هما:
(أ) مركبة موازية لاتجاه مرور التيار في السلك ,وهى  B cos هي لا تحدث أي قوة .
(ب) مركبة عمودية علي اتجاه مرور التيار في السلك وهي  B sin
وهي التي تؤثر في القوة المحركة للسلك
وبالتالي تصبح العلاقة السابقة في حالة وجود زاوية


2- إذا كان السلك موازيا للمجال ,فإن  تساوي صفرا وتصبح sin  تساوي صفر
لذلك تنعدم القوة وبالتالي لا يتحرك السلك.

3- اذا كان السلك عموديا على المجال فان  تساوى 90 درجة وتصبح sin  تساوي الواحد
وتكون القوة المغناطيسية اكبر مايمكن
4- يمكن وضع تعريف لكثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة من العلاقة
كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة
هو القوة المغناطيسية التي يؤثر بها هذا الفيض علي سلك طوله واحد متر عندما يمر به تيار شدته واحد أمبير موضوع عموديا علي هذا الفيض.
5- كما يمكن من نفس العلاقة وضع تعريف لوحدة كثافة الفيض المغناطيسي "التسلا".

"التسلا (وحدة كثافة الفيض المغناطيسي):
هي كثافة الفيض المغناطيسي التي تولد قوة مقدارها واحد نيوتن فى سلك طوله واحد متر يمر به تيار كهربي شدته واحد أمبيرعندما يكون السلك موضوع عموديا علي خطوط الفيض المغناطيسي .
س :- ما معني أن كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة 0.03 Tesla
الحل :- اى انه إذا وضع عند تلك النقطة سلك طوله واحد متر ويحمل تيارا شدته واحد أمبير ووكان السلك موضوع عموديا علي خطوط الفيض المغناطيسي ,فإنه يتأثر بقوة مقدارها 0.03 نيوتن.

(علل) يتحرك سلك مستقيم يمر به تيار كهربى موضوع عموديا على فيض مغناطيسى
لاختلاف محصلة كثافة الفيض على جانبى السلك فيتحرك السلك من الموضع الاكبر فى كثافة الفيض الى الموضع الاقل
(علل) اذا مر تيار كهربى فى كل من ملف حلزونى وسلك مستقيم منطبق على محور الملف فان السلك لن يتأثر بقوة مغناطيسية
لان السلك يكون موضوعا موازيا للفيض المغناطيسى الناشى عن مرور تيار فى الملف الحلزونى فتكون
= صفر ويصبح صفر sin =

مثال محلول
سلك مستقيم طوله 30 cmيمر به تيار كهربي شدته 10 Aموضوع في مجال مغناطيسي كثافة فيضه
0.06 Tesla احسب القوة المؤثرة علي السلك في الحالات الآتية:-
(أ)إذا كان السلك عموديا علي المجال.  = 90
(ب) إذا كان السلك يميل بزاوية  = 30 علي المجال .
(ج)إذا كان السلك موازيا للمجال.
الحل
(أ)إذا كان السلك عموديا علي المجال F = BIL sin
F = 0.06 x 10 x 0.3 sin 90 F= 0.18 N
(ب) إذا كان السلك يميل بزاوية  = 30o علي المجال .
F = 0.06 x 10 x 0.3 sin 30 = 0.09 N
(ج) إذا كان السلك موازيا للمجال. 0 =  F= 0





عندما يمر تيار I1 فى سلك وتيار I2 فى سلك أخر موازى للأول تنشأ قوة بين السلكين
أولا:- إذا كان تكون القوة تجاذبية .
ثانيا:- إذا كان التيار المار فيهما في اتجاهين متضادين تكون القوة تنافر
اتجاه التياران فى السلكين في اتجاه واحد في اتجاهين متضادين
نوع القوة تجاذب تنافر

السبب لان محصلة كثافة الفيض خارج السلكين اكبر من محصلة كثافة الفيض بينهما لان محصلة كثافة الفيض بين السلكين اكبر من محصلة كثافة الفيض خارجهما

حساب القوة بين سلكين متوازيين يحملان تياران
نفرض ان هناك سلكان متوازيان بينهما مسافة قدرها d يمر تيار I1 فى السلك الاول وتيار I2 فى السلك الثانى واطوال السلك المتقابلة L
فتتعين كثافة الفيض الناتجة من السلك الثانى عند نقطة يمر بها السلك الاول من العلاقة
(1)

وحيث ان القوة المؤثرة على السلك الاول تعين من العلاقة
(2)
بالتعويض من (2) فى (1) ينتج ان




1- نوع القوة يتوقف على اتجاه التيار
2- اذا اثر سلك على سلك اخر بقوة معينه فان السلك الثانى يؤثر على السلك الاول بنفس القوة






















• نفرض ملفا مستطيلا abcd مستواه يوازى خطوط الفيض للمجال المغناطيسى المنتظم
• الضلعان bc , ad يوازيان خطوط الفيض وتكون القوة المؤثرة على كل منهما تساوى صفر
• الضلعان القصيران (عرض الملف) ab , cd يكونان عموديين على خطوط الفيض فيتأثران بقوتين
متساويتين في المقدار ومتضادتين في الاتجاه ومتوازيتان
• وقيمة كل منهما B I Lcd= F وخط عملهما ليسا على استقامة واحدة
• وبين القوتين مسافة عمودية هى طول الضلع bc ,L ad L
• يتولد عن هاتين القوتين ازدواج يعمل على دوران الملف حول محوره
• إحدي القوتين ×البعد العمودي بين القوتين = عزم الإزدواج

• حيث A هى مساحة مقطع الملف
• ويصبح
• وعندما يكون عدد لفات الملف N لفة ,فإن عزم الازدواج الكلي يصبح
واذا كان العمودى على الملف يميل بزاوية  على الفيض فان عزم الازدواج يتعين من العلاقة


1- وحدة قياس عزم الازدواج N.m
2- عزم ثنائى القطب المغناطيسى
هو كمية متجهة واتجاهها عمودى على الملف واتجاهه الى داخل الملف اذا كان التيار فى اتجاه دوران عقارب الساعه (او اتجاهه فى اتجاه تقدم البريمة اليمنى اذا كان التيار فى اتجاه الربط)

او هو عزم الازدواج المؤثر على ملف موضوع موازيا لملف لفيض مغناطيسى كثافته واحد تسلا


3- وحدة قياس عزم ثنائى القطب هو نيوتن .متر  تسلا او امبير .م2 N.mT او A . m2
4- يصبح عزم الازدواج المؤثر فى ملف اكبر مايمكن ( نهاية عظمى )
عندما يكون مستوي الملف موازيا للمجال فإن 90 =  وعندها 1=  sin
ويصبح عزم الازدواج أكبر ما يمكن ويساوي

5- يصبح عزم الازدواج المؤثر فى ملف مساويا للصفر
عندما يكون مستوى الملف عمودي على خطوط الفيض المغناطيسي
0 =  وعندها 0 =  sin وبالتالي يكون العزم مساويا للصفر
6- فكرة عزم الازدواج المؤثرفى ملف يمر به تيار كهربي وموضوع في مجال مغناطيسي تعتبر أساس عمل
كل من:- أجهزة القياس الكهربية (التناظرية)المباشرة. 2-المحرك الكهربي (الموتور).
7- يمكن تطبيق العلاقة :-
علي أي شكل من الملفات سواء كان مستطيلا أو دائريا أو لولبيا.
8- يتناقص عزم الازدواج المؤثر علي الملف تدريجيا اثناء دورانه ابتداء من الوضع الذى يكون فيه الملف موازيا للفيض المغناطيسى (علل)
لان الزاوية بين العمودى على الملف والفيض المغناطيسى تقل تدريجيا وبذلك يقل جيب الزاوية 
حيث

9- العوامل التي يتوقف عليها عزم الازدواج:-
1 كثافة الفيض المغناطيسيB τ α B
2 شدة التيار المار في الملفI τ α I
3 مساحة وجه الملف A τ α A
4 عدد اللفات N τ α N
5 جيب الزاوية بين العمودى على
مستوي الملف و اتجاه الفيض  sin τ α sin 



1- فى الشكل السلك a b يلامس طرفيه دائرة كهربية
وموضوع فى مجال مغناطيسى افقى عمودى كثافته B
ولكى يظل السلك معلقا يجب ان يكون متزنا تحت تأثير قوتين
متساويتين فى المقدار ومتضاديين فى الاتجاه
هما قوة الوزن لاسفل وقوة مغناطيسية لاعلى
ويصبح



وبتطبيق قاعدة فلمنج لليد اليسرى نجد ان اتجاه كثافة الفيض عمودى الى داخل الى الصفحة

2- لحساب القوة المؤثرة على الملف نتيجة مرور تيار فى السلك الموضح بالشكل :-
•السلكان bc , ab موازيان للفيض فلا يتاثران باى قوة
•السلكان ef , ab بينهما قوى تنافر تعين من العلاقة :-


•السلكان ef , dc بينهما قوى تجاذب تعين من العلاقة :-


وحيث ان F1 اكبر من F2فتكون القوة التى يتأثر بها الملف
هى قوى تجاذب وتعين القوة المحصلة من العلاقة :-
F1 – F2 = Ft






القاعدة امبير لليد اليمنى البريمة اليمنى فلمنج لليد اليسرى عقارب الساعة



الاستخدام 1- تحديد اتجاه الفيض المغناطيسى الناتج عن مرور تيار مستمر فى سلك مستقيم.
2- تحديد قطبية ملف حلزونى. تحديد اتجاه الفيض المغناطيسى الناتج عن مرور تيار مستمر فى سلك دائرى او حلزونى. تحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يمر به تيار مستمر وموضوع فى مجال مغناطيسى. تحديد قطبية ملف دائرى.



الطريقة 1- اتجاه الابهام هو اتجاه التيار
و اتجاه الاصابع يشير الى اتجاه الفيض .
2- اتجاه الاصابع هو اتجاه التيار فيكون اتجاه الابهام يشير الى القطب الشمالى اتجاه التيار هو اتجاه دوران البريمة واتجاه خطوط الفيض هو اتجاه اندفاع البريمة اجعل أصابع يدك اليسري الإبهام و السبابة متعامدين علي بعضهما وعلي باقي الأصابع بحيث يشير السبابة لاتجاه المجال وباقي الأصابع ما عدا الإبهام لاتجاه التيار فيكون الإبهام مشيرا لاتجاه الحركة (القوة المغناطيسية) يكون الوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر إليه
في اتجاه حركة عقارب الساعة قطبا جنوبيا
والوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر إليه عكس حركة عقارب الساعة قطبا شماليا.



الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 

التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات العلم الذهبي :: عالم العلوم :: الفيزياء-