المغناطيس الكهربائي (الملف)
الموضوع: صنع مغناطيس باستخدام الكهرباء وقاعدة اليد اليمنى الثانية
المفاهيم: الملف الكهربائي، المجال المغناطيسي للملف، قاعدة اليد اليمنى للملف
الهدف: فهم كيفية صنع مغناطيس كهربائي ومميزاته وكيفية تحديد أقطابه
مراجعة سريعة
• كل مغناطيس له قطب شمالي وقطب جنوبي
• المغناطيسية هي الجسر الوحيد لتحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية
• عند مرور تيار كهربائي في سلك، ينشأ مجال مغناطيسي دائري حوله
المشكلة: الشكل الدائري ليس مثل المغناطيس الطبيعي!
1 صنع المغناطيس الكهربائي
• كل نقطة على السلك يكون حولها مجال مغناطيسي دائري
• في الممر الذي في النص (داخل الملف)، تجتمع كل المجالات
• المجالات تضيف بعضها البعض
• النتيجة: مجال مغناطيسي شبيه بالمغناطيس الطبيعي
2 مميزات المغناطيس الكهربائي
• تشغيل التيار = المغناطيس يعمل
• إيقاف التيار = المغناطيس يتوقف
المغناطيس الطبيعي: يعمل دائماً ولا نقدر نوقفه
المغناطيس الكهربائي: نقدر نشغله ونوقفه متى نبي!
كيف؟ بكل بساطة: نعكس اتجاه التيار الكهربائي!
3 قاعدة اليد اليمنى للملف (الثانية)
1️⃣ استخدم اليد اليمنى
2️⃣ لف الأصابع مع اتجاه التيار الاصطلاحي في الملف
3️⃣ الإبهام يشير إلى القطب الشمالي (N)
• قاعدة السلك المستقيم: الإبهام = التيار، الأصابع = المجال
• قاعدة الملف: الأصابع = التيار، الإبهام = القطب الشمالي
(من + إلى - أو من الجهد العالي إلى الأقل)
المقارنة بين المغناطيس الطبيعي والكهربائي
| الخاصية | المغناطيس الطبيعي | المغناطيس الكهربائي |
|---|---|---|
| التشغيل | يعمل دائماً | نقدر نشغله ونوقفه |
| الأقطاب | ثابتة | نقدر نعكسها |
| القوة | ثابتة | نقدر نتحكم فيها بالتيار |
| المصدر | طبيعي (معادن) | سلك + تيار كهربائي |
الملخص
الصنع
• المجالات تجتمع
• نحصل على مغناطيس
المميزات
• عكس الأقطاب
• تحكم في القوة
القاعدة
• الإبهام = N
• قاعدة ثانية!
نصائح مهمة
اختبار المغناطيس الكهربائي (الملف)
1 / 10المغناطيس الكهربائي
في الدروس السابقة تعلمنا أن لكل مغناطيس **قطبًا شماليًا وقطبًا جنوبيًا**، وأننا ندرس المغناطيسية لأنها تمثل الجسر الأساسي لتحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، والعكس.
كما تعلمنا أن مرور تيار كهربائي في سلك يولد **مجالًا مغناطيسيًا دائريًا** يحيط بالسلك.
كيف نصنع مغناطيسًا باستخدام الكهرباء؟
إذا أردنا الحصول على مجال مغناطيسي يشبه المجال الناتج عن المغناطيس الطبيعي، فإننا نلف السلك الكهربائي على شكل **ملف لولبي (Solenoid)**.
عند مرور التيار الكهربائي داخل الملف:
- يتولد حول كل جزء من السلك مجال مغناطيسي دائري. - داخل الملف تتجمع هذه المجالات المغناطيسية وتتعاضد مع بعضها. - ينتج عن ذلك مجال مغناطيسي يشبه المجال الناتج عن المغناطيس الطبيعي.
وبذلك نكون قد صنعنا **مغناطيسًا كهربائيًا**.
مميزات المغناطيس الكهربائي
يمتاز المغناطيس الكهربائي بعدة خصائص لا تتوفر في المغناطيس الدائم، منها:
- يمكن تشغيله وإيقافه بمجرد تشغيل أو قطع التيار الكهربائي. - يمكن تغيير قوة المجال المغناطيسي بتغيير شدة التيار أو عدد لفات الملف. - يمكن عكس القطبين الشمالي والجنوبي بسهولة عن طريق عكس اتجاه التيار الكهربائي.
تحديد القطب الشمالي
لتحديد القطب الشمالي للمغناطيس الكهربائي نستخدم **قاعدة اليد اليمنى الثانية**:
1. نجعل أصابع اليد اليمنى تلتف مع اتجاه **التيار الاصطلاحي** داخل الملف. 2. يشير الإبهام إلى **القطب الشمالي** للمغناطيس الكهربائي.
عكس الأقطاب
إذا عكسنا اتجاه التيار الكهربائي داخل الملف:
- ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي. - يتبادل القطبان الشمالي والجنوبي أماكنهما.
ولهذا يمكن التحكم في اتجاه المجال المغناطيسي بسهولة دون الحاجة إلى تغيير شكل الملف.
الخلاصة
- مرور تيار كهربائي في ملف لولبي يحول الملف إلى مغناطيس كهربائي. - تتجمع المجالات المغناطيسية داخل الملف لتكوين مجال يشبه مجال المغناطيس الطبيعي. - يمكن تشغيل المغناطيس الكهربائي وإيقافه باستخدام التيار الكهربائي. - يمكن عكس الأقطاب بمجرد عكس اتجاه التيار. - نستخدم **قاعدة اليد اليمنى الثانية** لتحديد اتجاه القطب الشمالي للمغناطيس الكهربائي.
عن هذا الدرس
المغناطيس الكهربائي في الدروس السابقة تعلمنا أن لكل مغناطيس **قطبًا شماليًا وقطبًا جنوبيًا**، وأننا ندرس المغناطيسية لأنها تمثل الجسر الأساسي لتحويل… هذا الدرس ضمن الفصل الثاني لمنهج المرحلة الثانوية ثالث ثانوي في أكاديمية موسى.
