المجال المغناطيسي الناشئ من ملف دائري

هناك تأثير مغناطيسي للتيار الكهربي اكتشفه العالم أورستد.  و توصل إلى أنه يتكون مجال مغناطيسي حول الأسلاك التي يمر بها تيار كهربي. يتغير شكل هذا المجال بتغير شكل هذا السلك. ففي السلك المستقيم الذي يمر به تيار كهربي يكون المجال المتكون في صورة دوائر متحدة المركز مركزها السلك. في هذا الدرس نجد أن السلك المستخدم هو الملف الدائري أي سلك ملفوف على هيئة دائرة. فينتج من اللف عدد معين من اللفات N. فعندما يمر به تيار كهربي فإنه يولد فيضا مغناطيسيا. و من ثم فإن هناك مجال مغناطيسي ينشأ من مرور التيار الكهربي داخل الملف الدائري.

المجال المغناطيسي لملف دائري

عند دراسة المجال المغناطيسي الناشئ ملف دائري. يجب معرفة

  • أولا : شكل المجال.
  • ثانيا : القانون الذي يصف كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز الملف.
  • ثالثا : إتجاه كثافة الفيض المغناطيسي.

شكل المجال المغناطيسي الناشئ ملف دائري.

عندما نبدأ بشكل المجال المغناطيسي يمكن تحديد شكل المجال بإستخدام برادة الحديد. حيث يتم نثر برادة الحديد على ورق مقوى بحيث يكون مستوى الورقة عمودي على الملف. فنجده أن برادة الحديد تشكلت في هيئة دوائر تفقد دائريتها كلما إتجهنا الى المركز. بالتالي عند المركز تكون خطوط الفيض مستقيمة. و بالطبع يكون مستوى الملف عمودي على مستوى الفيض المغناطيسي. حيث يكون الفيض المغناطيسي عند المركز تقريبا فيض مغناطيسي منتظم.

كثافة الفيض المغناطيسي الناتج من ملف دائري

قانون المجال المغناطيسي لملف دائري

و يمكن تحديد قانون لحساب كثافة الفيض المغناطيسي الناشئ من سلك. و تتوقف كثافة الفيض المغناطيسي على
1- قطر الملف.
2- قيمة شدة التيار المار في السلك.
3- النفاذية المغناطيسية للوسط.

كما هو موضح بهذا القانون

B = \frac{\mu I}{2 r}

و لكن يمكن أن يكون الملف متكوناً من أكثر من لفة و بالتالي يكون القانون

B = \frac{\mu I N}{2 r}

حيث N عدد اللفات

إتجاه المجال الناشئ من ملف دائري يمر به تيار كهربي

يمكن ذلك أولا باستخدام مجموعة من البوصلات. يمكن عندها عمليا تحديد إتجاة خطوط الفيض المغناطيسي. أو نظريا باستخدام قاعدة البريمة اليمنى.

قاعدة البريمة اليمنى

قاعدة البريمة اليمنى

تنص على “إذا كان إتجاه الدوران هو اتجاه التيار فإن إتجاه الإندفاع هو إتجاه الفيض المغناطيسي” و يمكن تطبيقة كما بالشكل

و بالطبع للتيار اتجاهين إما مع عقارب الساعة (و يكون المجال المغناطيسي للداخل) أو عكس عقارب الساعة (و يكون المجال المغناطيسي للخارج).

مزيد من التفاصيل و المسائل في هذا الفيديو

و يمكن أن يكون هناك ملفين لهما نفس المركز و عندها يكون التيارين

  1. لهم نفس الاتجاه يتم جمع كثافة الفيض للملفين.
  2. متعاكسين يتم طرح كثافة الفيض من الملفين عند المركز.
  3. أو يكون الملفان عموديان يتم استخدام قانون فيثاغورس.

اختبار على الدرس

فيديو الدرس

دروس الفصل الثاني

رأيك يهمنا