الفيزياء فصل أول

   أتحقق صفحة 128:  أصفُ شكلَ خطوط المجال المغناطيسيّ حول موصلٍ مستقيمٍ لا

             نهائيّ الطول يحمل تيّارًا كهربائيًّا، وأبيّن كيف أُحدّد اتّجاهه عند نقطة.

    تشكل خطوط المجال المغناطيسي حلقات مغلقة متحدة في  المركز  حول الموصل ،

   تتباعد عن بعضها كلما ابتعدنا عن  الموصل، ويمكن تحديد اتجاه المجال عند أي نقطة

   فيه برسم مماس لخط المجال عند تلك النقطة.

 

تمرين صحة 130:  معتمدًا على الشكل ( 24 )، إذا كان ( I1 = I2 = 6 A )؛ أجد مقدار المجال   المغناطيسيّ المُحصّل عند النقطة ( a)، وأحدّدُ اتّجاهه.

 أتحقق صفحة  132:   ما صفات الملفّ اللولبيّ التي تجعلُ المجال المغناطيسيّ داخله منتظمًا؟

              عندما تكون حلقات الملف اللولبي مت ا رصة، وطوله أكبر بكثير من قطره،

              فإن المجال المغناطيسي داخله وبعيدًا عن طرفيه يكون منتظمًاً.    

 أفكر صفحة 133:  معتمدًا على العلاقة الرياضية الخاصة بالمجال المغناطيسيّ داخل ملف لولبي

      يسري فيه تيارٌ كهربائيّ؛ أبيّنُ أثر كُلٍّ ممّا يأتي في مقدار المجال المغناطيسيّ داخله:

            _ مضاعفة عدد اللّفات فقط.

            _  مضاعفة طول الملفّ فقط.

           _ مضاعفة عدد اللّفات وطول الملفّ معًا.

     معتمدًا على العلاقة الرياضية لمجال الملف اللولبي:

                                                        $B = \frac{{\mu }_{o}IN}{L}$

      فإنّ:

      _ مضاعفة عدد اللفات ( ? ) يضاعف المجال المغناطيسي،

      _ مضاعفة طول الملف ( ? ) يقلل المجال المغناطيسي إلى النصف،

     _ مضاعفة عدد اللفات وطول الملف معًا يبقى المجال المغناطيسي ثابتًا.

     تمرين  صفحة 133: أحسبُ عدد اللّفات في ملفٍّ لولبيّ طولهُ ( 3π cm ) يولّد بداخله مجالً

         مغناطيسيًّا مقدارهُ (2x10^-3T) عند مرور تيّارٍ ( 1.5 A ) فيه.

                                              $$\begin{gathered} B=\frac{{\mu }_{0}IN}{L} \\ N=\frac{BL}{{\mu }_{0}I}=\frac{2\times {10}^{-3}\times 3\pi \times {10}^{-2}}{4\pi \times {10}^{-7}\times 1.5}=100 \end{gathered}$$   

      أفكر صفحة 137: أرسم شكلً مُشابهًا للشكل ( 33 )؛ عندما يكون التيّاران في الموصلين بالاتّجاه

   نفسه، وأُبيّن فيه مناطق المجال القويّ والضعيف، وأحدّد اتّجاه القوة المغناطيسيّة المؤثرة في كُلّ موصل.

                                                            

      إذا وضعتُ موصلين متوازيين يحمل كلٌّ منهما تيارًا كهربائيًّا ( ($I$ ) وبالتجاه نفسه ، و تم 

      رسم  خطوط المجال المغناطيسيّ، كما في الشكل أعلاه . تكون خطوط المجال في المنطقة

      بين الموصلين متباعدة بينما تكون ( مجال ضعيف )  ومتقاربة في المناطق الخارجية( مجال قوي )؛

       والقوّة المغناطيسيّة يؤثّر في كُلٍّ من الموصلين بحيث تنقله من منطقة المجال المغناطيسيّ القويّ

      إلى منطقة المجال المغناطيسيّ   الضعيف؛ أيّ أنّ الموصلين يتجاذبان ، يتّفقُ مع قاعدة اليد اليمنى.

 

                                                مراجعة  الدرس  صفحة  138

السؤال الأول :الفكرة الرئيسية :

اذكر العوامل التي يعتمد عليها مقدار المجال المغناطيسي عند نقطة بالقرب من موصل يحمل تيارا

كهربائيا ينتج عن مقطع صغير من هذا الموصل .

الجواب : من العلاقة: $dB =\frac{{\mu }_o}{4\pi }\frac{IdLsin\theta }{r^2}$

    _مقدار التيار الكهربائي ($I$)ويتناسب المجال المغناطيسي مع التيار تناسبا طرديا .

    _البعد العمودي بين الموصل والنقطة المراد حساب المجال عندها (المسافة)($r$) 

      ويتناسب المجال المغناطيسي مع المسافة  تناسبا عكسيا.

     _النفاذية المغناطيسية للوسط(${\mu }_0$).

   _  جيب الزاوية بين متجه طول المقطع ومتجه بعد  موقع النقطة

 

السؤال الثاني:استنتج : يتحرك إلكترون في الفضاء في خط مستقيم ما المجالات الناشئة

  عن الإلكترون ؟

الجواب :  

  ينتج عن حركة الإلكترون مجالان  الأول كهربائي لأن حركة  الإلكترون ينشأ عنها تيار كهربائي

  يولد مجالاً كهربائياً  والثاني مغناطيسي لأن التيار يولد مجالاً مغناطيسيا حسب تجربة اورستد.

 

السؤال الثالث :موصلان مستقيمان متوازيان لانهائيا الطول ؛المسافة بينهما ($30cm$) يحمل

أحدهما تيارا كهربائيا يساوي ثلاثة أمثال التيار الذي يحمله الموصل الثاني  أحدد على الخط

العمودي الواصل بينهما نقطة ينعدم عندها المجال المغناطيسي عندما يكون التياران

 بالاتجاه نفسه .

الجواب:   حسب  الشكل التالي وعند نقطة انعدام المجال المغناطيسي فإن المجالين متساويان 

                                                      $$\begin{gathered} B_1=B_{2\Rightarrow }\frac{{\mu }_0{I}_1}{2\pi r_1}=\frac{{\mu }_0{I}_2}{2\pi r_2}\Rightarrow \frac{3I}{30-x}=\frac{I}{x} \\ 3x=30-x\Rightarrow x=7.5cm \end{gathered}$$

السؤال الرابع:أقارن:أبين العوامل التي يعتمد عليها المجال المغناطيسي في مركز ملف

    دائري   والعوامل التي يعتمد عليها المجال المغناطيسي داخل ملف لولبي.

الجواب:

العوامل التي يعتمد عليها المجال المغناطيسي في مركز ملف دائري هي:

_مقدار التيار الكهربائي ($I$)ويتناسب مقدار المجال معه طرديا .

-عدد لفات الملف ($N$)ويتناسب مقدار المجال معها طرديا. 

_نصف قطر الملف($r$)ويتناسب مقدار المجال معه عكسيا .       وذلك حسب القانون التالي

                                                                               $B=\frac{{\mu }_{0}IN}{2r}$:

أما العوامل التي يعتمد عليها المجال المغناطيسي ملف لولبي هي:

__مقدار التيار الكهربائي ($I$)ويتناسب مقدار المجال معه طرديا .

-عدد لفات الملف ($N$)ويتناسب مقدار المجال معها طرديا. 

_طول الملف($L$)ويتناسب مقدار المجال معه عكسيا .  وذلك حسب القانون التالي:

                                                                    $B=\frac{{\mu }_{0}IN}{L}$

السؤال الخامس :احسب:ملف دائري من سلك نحاسي عدد لفاته ($100$),نصف قطر كل منها ($8.0cm$),ويحمل تيارا كهربائيا ($0.4A$),

احسب مقدار المجال المغناطيسي في مركز الملف.

الجواب :

 

                                               $B=\frac{{\mu }_{0}IN}{2r}=\frac{4\pi \times {10}^{-7}\times 0.4\times 100}{2\times 8\times {10}^{-2}}=\pi \times {10}^{-4}T$

السؤال السادس :احسب :موصل مستقيم لانهائي الطول موضوع على سطح أفقي يحمل تيارا كهربائيا ($50A$)

يتجه من الشمال إلى الجنوب .احسب مقدار المجال المغناطيسي عند نقطة على السطح تبعد($2.5m$)

إلى الشرق من السلك, وأحدد اتجاهه.

الجواب :

                                                                   $B=\frac{{\mu }_{0}I}{2\pi r}=\frac{4\pi \times {10}^{-7}\times 50}{2\pi \times 2.5}=4\times {10}^{-6}T$

وبتطبيق قاعدة قبضة اليد اليمنى بحيث يشير الإبهام  إلى اتجاه التيار ودوران والأصابع

إلى اتجاه المجال المغناطيسي يكون اتجاه المجال نحو الداخل($+z$)