Transcript Télécharger
المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي Champ magnétique créé par un courant électrique نشاط :1معاينة المجال المغنطيسي لموصل مستقيمي وموصل دائري وملف لولبي .1 .2عند تغيير منحى التيار الكهربائي نالحظ أن اإلبرة الممغنطة تنعكس ,فنستنتج أن منحى المجال المغنطيسي متعلق بمنحى التيار الكهربائي. .Iالمجال المغنطيسي لموصل مستقيمي .1طيف المجال المغنطيسي يمثل الشكل جانبه طيف المجال المغنطيسي المحدث من قبل موصل مستقيمي. يتعلق منحى متجهة المجال المغنطيسي بمنحى التيار الكهربائي المار في الموصل المستقيمي .ويمكن معرفة هذا المنحى بتطبيق إحدى القاعدتين التاليتين: المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي .aقاعدة مالحظ أمبير نعتبر مالحظا ممتدا في اتجاه الموصل بحيث يجتازه التيار الكهربائي من الرجلين إلى الرأس ,عندما ينظر هذا المالحظ إلى نقطة Mمن المجال المغنطيسي ,فإن ذراعه اليسرى تشير إلى منحى متجهة المجال المغنطيسي في هذه النقطة. .bقاعدة اليد اليمنى نضع اليد اليمنى على الموصل بحيث تكون راحتها موجهة نحو نقطة Mمن المجال المغنطيسي ويخرج التيار من أطراف أصابعها ,في هذه الحالة يشير اإلبهام عند إبعاده عن األصابع إلى منحى المجال المغنطيسي في هذه النقطة. .2شدة المجال المغنطيسي لمول مستقيمي شدة المجال المغنطيسي في Mهي: حيث :µ :ثابتة تسمى النفاذية ,وهي تميز الوسط الذي يوجد فيه المجالµ=µ0.µr . حيث :µ0 :تسمى نفاذية الفراغ ,قيمتها هيµ0=4π 10-7(S.I) : :µrالنفاذية النسبية للوسط. ملحوظة: بالنسبة للفراغ µr=1أيµ=µ0 : بالنسبة للهواءµr≈1 :أيµ≈µ0 : المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي .IIالمجال المغنطيسي لوشيعة مسطحة دائرية الوشيعة المسطحة عبارة عن دارة كهربائية دائرية مكونة من عدة لفات موصلة, بحيث يكون شعاعها Rكبيرا جدا مقارنة مع طولها .L .1طيف المجال المغنطيسي يمثل الشكل جانبه طيف المجال المغنطيسي المحدث من قبل موصل دائري. يمكن معرفة منحى بتطبيق قاعدة مالحظ أمبير أو قاعدة اليد اليمنى. .2وجها الوشيعة في الوشيعة المسطحة تدخل خطوط المجال من وجه وتخرج من الوجه اآلخر. بالمماثلة مع مغنطيس نسمي األول الوجه الجنوبي ,Sوالثاني الوجه الشمالي .N ولتمييز هذين الوجهين نتبع الطريقة التالية: إذا تتبعنا منحى التيار ورسمنا الحرف Nنقول إن الوجه شمالي. إذا تتبعنا منحى التيار ورسمنا الحرف Sنقول إن الوجه جنوبي. .3شدة المجال المغنطيسي في مركز الوشيعة وشيعة مسطحة عدد لفاتها Nوشعاعها ,Rعندما يمر فيها تيار كهربائي Iيظهر في مركزها مجال مغنطيسي شدته: المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي تمرين تطبيقي :نعتبر وشيعة مسطحة شعاعها R=10cmوعدد لفاتها .N=30 .1ما هي شدة التيار الواجب تمريرها في الوشيعة لتكون شدة المجال المغنطيسي المحدث في مركزها هي10BH :؟ .2نوجه الوشيعة بحيث يكون محورها عموديا مع . ما هي شدة التيار ’ Iالواجب تمريرها في الوشيعة لتنحرف إبرة ممغنطة موضوعة في مركزها بزاوية α=60°؟ .1لدينا: ت .ع: أي: .2لدينا حسب الشكل جانبه: ومنه: وبالتالي: .IIIالمجال المغنطيسي المحدث من قبل ملف لولبي الملف اللولبي دارة كهربائية دائرية مكونة من عدة لفات موصلة ,بحيث يكون طولها Lكبيرا جدا بالمقارنة مع شعاعها.R ت .ع: المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي .1طيف المجال المغنطيسي يمثل الشكل جانبه طيف المجال المغنطيسي المحدث من قبل ملف لولبي. يمكن معرفة منحى متجهة المجال المغنطيسي بتطبيق إحدى القاعدتين السابقتين ,مالحظ أمبير وقاعدة اليد اليمنى. نحدد الوجه الشمالي والوجه الجنوبي للملف اللولبي بنفس الطريقة المستعملة بالنسبة للوشيعة المسطحة. ملحوظة :خطوط المجال المغنطيسي داخل الملف اللولبي بعيدا عن طرفيه عبارة عن مستقيمات متوازية مع محور الملف ,إذن المجال المغنطيسي منتظم داخل الملف اللولبي. نشاط :2دراسة شدة المجال المغنطيسي داخل ملف لولبي تجربة :1تأثير شدة التيار )I(A )B(mT 0 0 0.5 0.3 1 0.6 1.5 0.9 2 1.2 2.5 1.5 3 1.8 .1المنحنى عبارة عن مستقيم يمر من األصل ,إذن معادلته تكتب على الشكل B=K.I :حيثK= 0.6 10-3 T/A : إذن هناك تناسب اطرادي بين شدة التيار المار في الملف والمجال المغنطيسي المحدث داخل الملف. المجال المغنطيسي المحدث من قبل تيار كهربائي تجربة :2تأثير عدد اللفات في المتر )n(m-1 )B(mT 243 0.6 364 0.9 485 1.2 606 1.5 728 1.8 850 2.1 970 2.4 .1بعد تمديد المنحنى نالحظ أنه مستقيم يمر من األصل, إذن معادلته تكتب على شكلB=K’n : حيثK’=2.47 10-6 T/m-1 : إذن هناك تناسب اطرادي بين عدد اللفات في المتر والمجال المغنطيسي المحدث داخل الملف. .2انطالقا من التجربتين السابقتين يمكن أن نكتبB=C.n.I : حيث :C :ثابتة نقوم بحسابها فنجدC=K/n=K’/I≈1.24 10-6 (S.I)≈µ : وبالتالي نعبر عن المجال المغنطيسي داخل ملف لولبي بالعالقةB=µ.n.I : .2 شدة المجال المغنطيسي داخل الملف اللولبي شدة المجال المغنطيسي لملف لولبي طوله Lوعدد لفاته Nويمر فيه تيار كهربائي Iهي: مع: :عدد اللفات في المتر. ملحوظة :عند إدخال نواة من الحديد المطاوع (الفوالذ) داخل ملف لولبي فإن الوسط الذي يُحدث فيه المجال المغنطيسي يتغير. بما أن µr=100 :فإن شدة المجال المغنطيسي تساوي ضعف الشدة السابقة مائة مرة.