متى يمر تيار في سلكٍ موضوع في مجال مغناطيسي وتكون القوة المؤثرة فيه قيمة عظمى، ومتى تكون صفر؟

1 إجابة واحدة

التيار الكهربائي هو عبارة عن تدفق الشحنات الكهربائية في المواد الناقلة أو الموصلة، ويولد التيار الكهربائي إما عن بطارية أو مولد، أو عن طريق الخلايا الشمسية، وفي أحيان أخرى يكون الكهرباء عبارة عن تفريغ شحنة من الكهرباء الساكنة كالصواعق.

أما المغناطيس فهو عبارة عن مادة صلبة مؤلفة من قطبين شمالي وجنوبي، تولد حقلًا مغناطيسيًا تجذب مواد ممغنطة إليها، ومن أبرز خصائص المغناطيس أنه لا يمكن الحصول على قطب واحد من المغناطيس، كما أنّ الأقطاب المتشابهة تتنافر أما المختلفة تتجاذب.

والمجال المغناطيسي يمثل بخطوط وهمية تخرج من القطب الشمالي متجهة نحو القطب الجنوبي، ويمكن الحصول على شكل هذه الخطوط باستخدام الإبرة المغناطيسية أو باستخدام برادة الحديد، حيث تتزاحم خطوط المجال المغناطيسي عند أطراف جسم المغناطيس بينما تقل في وسطه.متى يمر تيار في سلكٍ موضوع في مجال مغناطيسي وتكون القوة المؤثرة فيه قيمة عظمى، ومتى تكون صفر؟

للمجال المغناطيسي عدة خصائص:

  • تدل كثافة الخطوط على شدة المجال المغناطيسي، تكون شدة المجال كبيرة عند تقارب الخطوط من بعضها، وتكون شدته قليلة بتباعد هذه الخطوط،
  • إن اتجاه المجال المغناطيسي واحد لذلك خطوطه لا تتقاطع.
  • خطوط المجال المغناطيسي تخرج من القطب الشمالي نحو القطب الجنوبي، وتكمل دورتها داخل جسم المغناطيس نحو القطب الشمالي.

للمجال المغناطيسي نوعان:

  • مجال مغناطيسي منتظم: هو المجال المغناطيسي ثابت المقدار والاتجاه عند جميع نقاطه، وتمثل خطوطه بخطوط مستقيمة متوازية متساوية المسافات فيما بينها.
  • مجال المغناطيسي غير المنتظم: ناجم عن المغناطيس المستقيم لأن شدة المجال تكون مختلفة، وبالتالي فإن خطوط المجال تكون في اتجاهات مختلفة.

أما بالنسبة لتأثير القوة المغناطيسية على تيار مار في سلك موضوع في مجال مغناطيسي، يتأثر بعدة عوامل فعند دخول شحنة (ش) في مجال مغناطيسي (غ) بسرعة (ع) بزاوية (يه) مع المجال، فإن الشحنة ستتأثر بقوة مغناطيسية (ق)غ:

ونجد أن القوة المغناطيسية تتناسب مع كل من:

  • مقدار الشحنة ش “تناسب طردي”.
  • مقدار السرعة ع “تناسب طردي”.
  • مقدار المجال المغناطيسي غ “تناسب طردي”.
  • الزاوية المحصورة بين المجال غ والسرعة ع.

ويمكن حساب القوة المغناطيسية ق = ش.ع.غ.جايه

يمكن أن نضطر لحساب السرعة (ع) وتساوي المسافة (ف) مقسومة على الزمن (ز)، ع=ف/ز، كما أن التيار الكهربائي (ت) هو مقدار الشحنة التي تعبر في السلك خلال فترة زمنية معينة، سرعة الشحنة =ت×ف

وبالتالي يمكن تعريف المجال المغناطيسي عند نقطة: هو القوة المؤثّرة في وِحدة الشحناتِ الموجبة لحظةَ مُرورها بسرعة (1م/ث) عموديًّا على اتجاه المجال المغناطيسي عند تلك النقطة.

ويكون اتجاه القوة المغناطيسية دائمًا عمودية على كل من السرعة (ع) والمجال المغناطيسي (غ) بغض النظر عن قيمة الزاوية بينهما.

متى يمر تيار في سلكٍ موضوع في مجال مغناطيسي وتكون القوة المؤثرة فيه قيمة عظمى، ومتى تكون صفر؟

لكي نحدد اتجاه القوة المغناطيسية نستخدم قاعدة اليد اليمنى، فعند تحديد اتجاه القوة المغناطيسية لشحنة كهربائية موجبة يشير الإبهام لاتجاه السرعة، وباقي الأصابع لاتجاه المجال المغناطيسي، والعمود على باطن الكف والمتجه نحو الخارج هو اتجاه القوة المغناطيسية، أما إذا كانت الشحنة سالبة نطبق قاعدة اليد اليمنى ويكون اتجاه القوة المغناطيسية عكس الاتجاه الناتج.

متى يمر تيار في سلكٍ موضوع في مجال مغناطيسي وتكون القوة المؤثرة فيه قيمة عظمى، ومتى تكون صفر؟

يقاس المجال المغناطيسي بوحدة (تسلا).

التسلا: هي المجال المغناطيسي الذي يؤثر بقوة مقدارها (1 نيوتن) في شحنة مقدارها (1 كولوم) تتحرك بسرعة (1 م/ث) باتجاه يعامد اتجاه المجال المغناطيسي.

لا يؤثر المجال المغناطيسي على جسيم بقوة مغناطيسية في ثلاثة حالات:

  • إذا كان الجسيم ساكنًا أي السرعة ع=0.
  • عندما يكون اتجاه سرعة الجسيم توازي خطوط المجال المغناطيسي يه =0 أو يه =180.
  • إذا كان الجسيم غير مشحون كالنيوترون.

تكون قيمة قوة المجال المغناطيسية كبرى عندما تكون الزاوية بين المجال المغناطيسي وسرعة الجسيم تساوي 90 درجة.

وتكون قيمة قوة المجال المغناطيسي صفر أي أدنى قيمة لها عندما تكون الزاوية صفر.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "متى يمر تيار في سلكٍ موضوع في مجال مغناطيسي وتكون القوة المؤثرة فيه قيمة عظمى، ومتى تكون صفر؟"؟