تفاعل المغناطيس الطبيعي مع المغناطيس الكهربائي
اختبر فهمك
اختبار تفاعل المغناطيس مع التيار الكهربائي
1
ما هي العوامل الثلاثة المتجهة في هذا التفاعل؟
الشرح
تفاعل المغناطيس الطبيعي مع المغناطيس الكهربائي
الموضوع: القوة الناتجة من تفاعل مغناطيس طبيعي مع سلك يحمل تياراً كهربائياً
المفاهيم: المتجهات، القوة المغناطيسية، قاعدة اليد اليمنى الثالثة، الحركة الدورانية
الهدف: فهم كيف ينتج تفاعل المغناطيسين قوة تسبب حركة، وهذا مبدأ عمل الموتورز
الجمع بين مغناطيسين
مغناطيس طبيعي + مغناطيس كهربائي (سلك بتيار) = قوة دافعة
ما تعلمناه:
• سلوك المغناطيس الطبيعي (له قطبان N و S)
• نقدر نصنع مغناطيس كهربائي من سلك وتيار
الآن: نستخدم الاثنين مع بعض!
الخطوة 1: مغناطيس طبيعي بمجال مغناطيسي
الخطوة 2: سلك يحمل تياراً كهربائياً نمرره في هذا المجال
النتيجة: تنتج قوة من تفاعل المغناطيسين!
• سلوك المغناطيس الطبيعي (له قطبان N و S)
• نقدر نصنع مغناطيس كهربائي من سلك وتيار
الآن: نستخدم الاثنين مع بعض!
الخطوة 1: مغناطيس طبيعي بمجال مغناطيسي
الخطوة 2: سلك يحمل تياراً كهربائياً نمرره في هذا المجال
النتيجة: تنتج قوة من تفاعل المغناطيسين!
1 ثلاثة متجهات
المجال المغناطيسي، التيار الكهربائي، والقوة الناتجة - كلها متجهات
1
ما هو المتجه؟
المتجه: له قيمة واتجاه
العوامل الثلاثة:
1️⃣ المجال المغناطيسي (B): متجه من N إلى S
2️⃣ التيار الكهربائي (I): متجه نقدر نتحكم في اتجاهه
3️⃣ القوة الناتجة (F): متجه يعتمد على B و I
⚠️ لماذا ندرس المتجهات؟
لأن اتجاه القوة الناتجة يعتمد على اتجاه المجال واتجاه التيار
العوامل الثلاثة:
1️⃣ المجال المغناطيسي (B): متجه من N إلى S
2️⃣ التيار الكهربائي (I): متجه نقدر نتحكم في اتجاهه
3️⃣ القوة الناتجة (F): متجه يعتمد على B و I
⚠️ لماذا ندرس المتجهات؟
لأن اتجاه القوة الناتجة يعتمد على اتجاه المجال واتجاه التيار
B + I = F (القوة تعتمد على المجال والتيار)
2 الإعداد: مغناطيس وسلك
نضع سلكاً يحمل تياراً في مجال مغناطيسي
1
المغناطيس الطبيعي
نضع مغناطيساً طبيعياً:
• القطب الشمالي (N) في جهة
• القطب الجنوبي (S) في الجهة الأخرى
• خطوط المجال من N إلى S
• القطب الشمالي (N) في جهة
• القطب الجنوبي (S) في الجهة الأخرى
• خطوط المجال من N إلى S
2
إدخال السلك
نمرر سلكاً يحمل تياراً في هذا المجال:
نقدر نتحكم في اتجاه التيار:
• ⊙ التيار خارج الصفحة (قادم نحونا) ← في مثالنا
• ⊗ التيار داخل الصفحة (مبتعد عنا)
نقدر نتحكم في اتجاه التيار:
• ⊙ التيار خارج الصفحة (قادم نحونا) ← في مثالنا
• ⊗ التيار داخل الصفحة (مبتعد عنا)
الإعداد جاهز: مغناطيس + سلك بتيار في المجال
3 القوة الناتجة
ينتج قوة من تفاعل المغناطيس الطبيعي مع المغناطيس الكهربائي
ماذا يحدث؟
عند وضع السلك (مغناطيس كهربائي) في المجال المغناطيسي الطبيعي:
• يحدث تفاعل بين المغناطيسين
• ينتج قوة دافعة (F)
• القوة هذه متجه (لها قيمة واتجاه)
• اتجاهها يعتمد على: اتجاه المجال (B) واتجاه التيار (I)
عند وضع السلك (مغناطيس كهربائي) في المجال المغناطيسي الطبيعي:
• يحدث تفاعل بين المغناطيسين
• ينتج قوة دافعة (F)
• القوة هذه متجه (لها قيمة واتجاه)
• اتجاهها يعتمد على: اتجاه المجال (B) واتجاه التيار (I)
التفاعل ينتج قوة دافعة تحرك السلك
4 قاعدة اليد اليمنى الثالثة
لتحديد اتجاه القوة الناتجة من المجال والتيار
1
القاعدة
قاعدة اليد اليمنى الثالثة (للقوة):
1️⃣ ابسط اليد اليمنى
2️⃣ الأصابع الأربعة في اتجاه المجال المغناطيسي (من N إلى S)
3️⃣ الإبهام في اتجاه التيار الكهربائي
4️⃣ راحة اليد تشير إلى اتجاه القوة الناتجة
1️⃣ ابسط اليد اليمنى
2️⃣ الأصابع الأربعة في اتجاه المجال المغناطيسي (من N إلى S)
3️⃣ الإبهام في اتجاه التيار الكهربائي
4️⃣ راحة اليد تشير إلى اتجاه القوة الناتجة
الأصابع = B | الإبهام = I | راحة اليد = F
5 الحركة الدورانية
إذا لفينا السلك: قوتان متعاكستان تسببان دوران!
1
لف السلك
إذا لفينا السلك في المجال المغناطيسي:
• يصير عندنا اتجاهين للتيار في نفس المجال
• تيار ذاهب (⊗ داخل الصفحة)
• تيار عائد (⊙ خارج الصفحة)
• يصير عندنا اتجاهين للتيار في نفس المجال
• تيار ذاهب (⊗ داخل الصفحة)
• تيار عائد (⊙ خارج الصفحة)
2
التطبيق
كيف نطبق القاعدة؟
الجهة اليسرى (تيار ذاهب ⊗):
• الأصابع: من N إلى S (يمين)
• الإبهام: داخل الصفحة
• راحة اليد: للأعلى ↑
الجهة اليمنى (تيار عائد ⊙):
• الأصابع: من N إلى S (يمين)
• الإبهام: خارج الصفحة
• راحة اليد: للأسفل ↓
النتيجة: القوتان تسببان دوران السلك! 🔄
الجهة اليسرى (تيار ذاهب ⊗):
• الأصابع: من N إلى S (يمين)
• الإبهام: داخل الصفحة
• راحة اليد: للأعلى ↑
الجهة اليمنى (تيار عائد ⊙):
• الأصابع: من N إلى S (يمين)
• الإبهام: خارج الصفحة
• راحة اليد: للأسفل ↓
النتيجة: القوتان تسببان دوران السلك! 🔄
قوتان متعاكستان = حركة دورانية (مبدأ الموتور!)
التطبيق: الموتورز (المحركات)
⚡ هذا المبدأ من أكبر أسرار المولدات الكهربائية (الموتورز)!
كيف يعمل الموتور؟
1️⃣ مغناطيس طبيعي يعطي مجال مغناطيسي
2️⃣ ملف (سلك ملفوف) يحمل تياراً كهربائياً
3️⃣ التفاعل ينتج قوى تسبب دوران الملف
4️⃣ الدوران المستمر = حركة المحرك!
الاستخدامات:
• محركات السيارات الكهربائية
• المراوح
• الغسالات
• كل جهاز فيه موتور يستخدم هذا المبدأ!
كيف يعمل الموتور؟
1️⃣ مغناطيس طبيعي يعطي مجال مغناطيسي
2️⃣ ملف (سلك ملفوف) يحمل تياراً كهربائياً
3️⃣ التفاعل ينتج قوى تسبب دوران الملف
4️⃣ الدوران المستمر = حركة المحرك!
الاستخدامات:
• محركات السيارات الكهربائية
• المراوح
• الغسالات
• كل جهاز فيه موتور يستخدم هذا المبدأ!
الملخص
المتجهات
B: المجال
I: التيار
F: القوة
I: التيار
F: القوة
القاعدة الثالثة
أصابع = B
إبهام = I
راحة = F
إبهام = I
راحة = F
الدوران
قوتان متعاكستان
حركة دورانية
مبدأ الموتور
حركة دورانية
مبدأ الموتور
نصائح مهمة
• المجال والتيار والقوة كلها متجهات
• التفاعل بين مغناطيسين ينتج قوة
• استخدم القاعدة الثالثة لتحديد اتجاه القوة
• الأصابع الأربعة = اتجاه المجال B
• الإبهام = اتجاه التيار I
• راحة اليد = اتجاه القوة F
• لف السلك يعطي قوتين متعاكستين
• القوتان المتعاكستان تسببان دوران
انضم لعائلة الهندسة و الرياضيات
👨💻
جاري تحميل التعليقات...