المغناطيس الكهربائي (الملف)
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 الطاقة… هذا الدرس ضمن الفصل الثاني لمنهج المرحلة الثانوية ثالث ثانوي في أكاديمية موسى.