المجال المغناطيسي الناشئ من ملف لولبي

يناقش هذا المقال المجال المغناطيسي الناشئ من ملف لولبي من خلال شرح ماهية الملف اللولبي. ثم توضيح شكل المجال للملف اللولبي و كذلك قانون كثافة الفيض و اتجاهها بقاعدة اليد اليمنى لأمبير.

عندما يمر تيار كهربائي داخل سلك فإنه يولد مجال مغناطيسي. شكل هذا المجال يتوقف على شكل هذا السلك. فإذا كان سلك مستقيما فإنه يولد مجال مغناطيسي في صورة  دوائر متحدة المركز.  يتغير شكل المجال بتغير شكل السلك. ففي هذه الحالة نقوم بدراسة الملف اللولبي والمجال المغناطيسي عنه. ولكن أولا ما هو الملف  اللولبي؟

الملف اللولبي

 هو ملف يتم لفه مجموعة من اللفات كل لفه على صورة دائرة. بحيث يكون لهذا الملف طولا وهذا ما يميزه على الملف الدائري الذي تكون لفاته في نفس المستوى.

و يُعرف الملف اللولبي بعدد لفاته N و بطول الملف L.

عند دراسة المجال المغناطيسي الناشئ ملف لولبي. يجب معرفة

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

شكل المجال المغناطيسي لملف لولبي

عندما نبدأ بشكل المجال المغناطيسي يمكن تحديد شكل المجال باستخدام برادة الحديد. حيث يتم نثر برادة الحديد على ورق مقوى بحيث يكون مستوى الورقة عمودي على الملف. فنجده أن برادة الحديد تكون هيئة خطوط. هذه الخطوط تكون هيئة خطوط مستقيمة داخل الملف و تتجه من القطب الجنوبي إلى الشمالي. و بالطبع يكون مستوى الملف عمودي على مستوى الفيض المغناطيسي. الفيض المغناطيسي للملف اللولبي هو فيض مغناطيسي منتظم.

كثافة الفيض المغناطيسي لملف لولبي

كثافة الفيض تكون منتظمة بالقرب من مركز الملف اللولبي و بعيدا عن أطرافه و يمكن تحديد قانون لكثافة الفيض للملف عند نقطة على منتصف محوره.

قانون كثافة الفيض المغناطيسي لملف لولبي.

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

كما هو موضح بهذا القانون

. و لكن يمكن أن يكون الملف متكونا N عدد اللفات و بالتالي يكون القانون

اتجاه المجال المغناطيسي لملف لولبي

يمكن ذلك أولا باستخدام مجموعة من البوصلات. يمكن عندها عمليا تحديد إتجاه خطوط الفيض المغناطيسي. أو تحديدها باستخدام قاعدة البريمة اليمنى أو قاعدة أمبير لليد اليمنى.

قاعدة البريمة اليمنى

تنص قاعدة البريمة اليمنى على ” إذا كان إتجاه الدوران هو اتجاه التيار الكهربي فإن إتجاه الإندفاع هو إتجاه الفيض المغناطيسي”

قاعدة اليد اليمنى لأمبير

تستخدم في تحديد الفيض المغناطيسي عند مرور ملف “دائري أو لولبي” يمر به تيار. “إذا كان إتجاه دوران الأصابع هو اتجاه التيار فإن إتجاه الإبهام هو اتجاه الفيض المغناطيسي” و يمكن تطبيقة كما بالشكل.

و يمكن أن يكون هناك أكثر من ملف على سبيل المثال ملفين لهما نفس المحور. عندها يكون تياري الملفين

1. في نفس الاتجاه يتم جمع كثافة الفيض للملفين للحصول على المحصلة عند مركزهما.
2. متعاكسين في الإتجاه يتم طرح كثافة فيض الملفين للحصول على المحصلة عند مركزهما.

امتحان تقويمي اختيار من متعدد للتأكد من فهمك لدرس الملف اللولبي

اختبار على الدرس

فيديو الدرس

• عربي(صفح– فيديو)
• انجليزي(صفح– فيديو)