المغناطيسية والتيار الكهربائي

اختبر فهمك

اختبار المغناطيسية والتيار الكهربائي

1
ماذا يحدث عندما نقسم المغناطيس إلى نصفين؟

أسئلة متوقعة

تمارين محلولة: المغناطيسية والتيار الكهربائي

تطبيقات على قاعدة اليد اليمنى والمجال المغناطيسي حول سلك يحمل تياراً

1

تحديد اتجاه المجال المغناطيسي باستخدام قاعدة اليد اليمنى

السؤال:

سلك مستقيم يمر فيه تيار كهربائي اصطلاحي متجه للأعلى (↑).
المطلوب: حدد اتجاه المجال المغناطيسي حول السلك عند النقطة A الموجودة على يمين السلك.

الرسم التوضيحي

تيار ↑ A ? اتجاه المجال؟ التيار للأعلى - ما اتجاه المجال عند النقطة A؟

الحل:

الخطوة 1: تطبيق قاعدة اليد اليمنى

• استخدم اليد اليمنى
• وجه الإبهام في اتجاه التيار الاصطلاحي (للأعلى ↑)
• اتجاه باقي الأصابع = اتجاه المجال المغناطيسي (دائري)

الخطوة 2: تحديد الاتجاه عند النقطة A

• التيار للأعلى → الأصابع تلتف عكس عقارب الساعة (عند النظر من الأعلى)
• النقطة A على يمين السلك
• عند النقطة A: المجال المغناطيسي يتجه داخل الصفحة (للخلف)
يرمز له بالرمز: ⊗ (نقطة داخل دائرة)

الإجابة النهائية: المجال المغناطيسي عند النقطة A يتجه داخل الصفحة ⊗

الرسم مع الحل

تيار ↑ A ⊗ للخلف المجال يدخل الصفحة عند النقطة A
2

تحديد اتجاه التيار من اتجاه المجال المغناطيسي

السؤال:

سلك مستقيم يمر فيه تيار كهربائي. المجال المغناطيسي حول السلك يدور مع عقارب الساعة (عند النظر من الأعلى).
المطلوب: حدد اتجاه التيار الكهربائي الاصطلاحي في السلك.

الرسم التوضيحي

? مع الساعة ↻ المجال مع عقارب الساعة - ما اتجاه التيار؟

الحل:

الخطوة 1: استخدام قاعدة اليد اليمنى بالعكس

• المعطى: اتجاه المجال المغناطيسي (مع عقارب الساعة)
• المطلوب: اتجاه التيار
• نطبق القاعدة بالعكس: الأصابع في اتجاه المجال → الإبهام يشير لاتجاه التيار

الخطوة 2: تحديد اتجاه التيار

• المجال مع عقارب الساعة ↻
• نضع الأصابع في اتجاه المجال (مع عقارب الساعة)
• الإبهام يشير للأسفل ↓
إذن التيار الاصطلاحي يتجه للأسفل ↓

الإجابة النهائية: التيار الكهربائي يتجه للأسفل ↓

الرسم مع الحل

تيار ↓ مع الساعة ↻ = تيار للأسفل ↓
3

تأثير انعكاس التيار على المجال المغناطيسي

السؤال:

سلك يحمل تياراً كهربائياً للأعلى، والمجال المغناطيسي عند النقطة B (على يسار السلك) يتجه للأمام (خارج الصفحة ⊙).
المطلوب: إذا انعكس اتجاه التيار ليصبح للأسفل، ما هو الاتجاه الجديد للمجال المغناطيسي عند النقطة B؟

الوضع الأولي

تيار ↑ B ⊙ للأمام الوضع الأول: تيار ↑ والمجال عند B للأمام ⊙

الحل:

الخطوة 1: فهم القاعدة الأساسية

⚠️ قاعدة مهمة: إذا انعكس التيار، ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي
• الوضع الأول: تيار ↑ → المجال عند B للأمام ⊙
• الوضع الثاني: تيار ↓ → المجال عند B ينعكس

الخطوة 2: تطبيق قاعدة اليد اليمنى للوضع الجديد

• التيار الجديد: للأسفل ↓
• الإبهام يشير للأسفل ↓
• الأصابع تلتف مع عقارب الساعة ↻
• عند النقطة B (يسار السلك): المجال يتجه للخلف (داخل الصفحة) ⊗

ملخص المقارنة:

• الوضع الأول: تيار ↑ → المجال عند B: للأمام ⊙
• الوضع الثاني: تيار ↓ → المجال عند B: للخلف ⊗
الاتجاه انعكس تماماً!

الإجابة النهائية: المجال عند النقطة B يتجه للخلف (داخل الصفحة) ⊗

الوضع بعد انعكاس التيار

تيار ↓ B ⊗ للخلف الوضع الجديد: تيار ↓ والمجال عند B للخلف ⊗

ملخص القواعد المستخدمة

قاعدة اليد اليمنى

الإبهام = التيار
الأصابع = المجال

المسائل 1 و 2 و 3

التطبيق العكسي

من المجال نحدد التيار

المسألة 2

الانعكاس

انعكاس التيار = انعكاس المجال

المسألة 3

نصائح للحل

• استخدم دائماً اليد اليمنى وليس اليسرى
• الإبهام يشير لاتجاه التيار الاصطلاحي (من + إلى -)
• المجال المغناطيسي يكون دائرياً حول السلك
• إذا انعكس التيار، ينعكس اتجاه المجال
• الرمز ⊙ يعني خارج الصفحة (للأمام)
• الرمز ⊗ يعني داخل الصفحة (للخلف)

الشرح

المغناطيسية والتيار الكهربائي

الموضوع: العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء وقاعدة اليد اليمنى

المفاهيم: الأقطاب المغناطيسية، المجال المغناطيسي، التيار الكهربائي، قاعدة اليد اليمنى

الهدف: فهم خصائص المغناطيس والعلاقة بين التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي

1 الأقطاب المغناطيسية

لكل مغناطيس قطب شمالي وقطب جنوبي
1
المغناطيس الأساسي
كل مغناطيس له:
قطب شمالي (N)
قطب جنوبي (S)

ملاحظة: لا يمكن الحصول على قطب واحد منفصل N شمالي S جنوبي المغناطيس له قطبان دائماً
2
تقسيم المغناطيس
خاصية مهمة: عند تقسيم المغناطيس إلى نصفين:
• كل نصف يصبح مغناطيساً كاملاً
• يتكون قطب شمالي جديد وقطب جنوبي جديد في كل نصف
• مهما قسمنا المغناطيس، يحتفظ كل جزء بقطبيه

السبب: خاصية المغناطيسية موجودة على مستوى ذري N S الأصلي: ✂️ قص N S نصف 1 N S نصف 2 كل نصف يصبح مغناطيساً كاملاً بقطبين
النتيجة: كل مغناطيس له قطبان، ومهما قسمناه يبقى لكل جزء قطبان

2 المجال المغناطيسي

المجال المغناطيسي يخرج من القطب الشمالي ويدخل إلى القطب الجنوبي
1
خطوط المجال المغناطيسي
الاتجاه: من الشمالي (N) إلى الجنوبي (S)

الشكل: خطوط منحنية تخرج من الشمالي وتدخل إلى الجنوبي

الاكتشاف: باستخدام برادة الحديد التي تترتب على خطوط المجال N S خطوط المجال من N إلى S
2
سبب المغناطيسية
السبب الرئيسي: ترتيب دوران الإلكترونات

• المغناطيسية تحدث عندما تدور الإلكترونات في نفس الاتجاه
• التناغم بين قوى الجذب والدفع ينشئ المجال المغناطيسي
• على المستوى الذري: كل ذرة مثل مغناطيس صغير

ملاحظة: الإلكترونات تربط بين الكهرباء والمغناطيسية
النتيجة: المجال المغناطيسي من N إلى S، وسببه ترتيب دوران الإلكترونات

3 التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي

التيار الكهربائي في سلك ينشئ مجالاً مغناطيسياً حوله
1
العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية
التيار الكهربائي: سيل من الإلكترونات المتحركة

النتيجة: عندما يمر تيار كهربائي في سلك، ينشأ مجال مغناطيسي دائري حول السلك

الرابط: ترتيب الإلكترونات هو الجسر بين الكهرباء والمغناطيسية
• دوران موحد للإلكترونات = مغناطيسية
• حركة موحدة للإلكترونات = تيار كهربائي تيار التيار ينشئ مجالاً مغناطيسياً دائرياً
معلومة مهمة
المغناطيسية هي الجسر الوحيد لتحويل الطاقة الحركية إلى كهربائية

هذا هو المبدأ الأساسي لعمل المولدات الكهربائية والمحركات
النتيجة: التيار الكهربائي ينشئ مجالاً مغناطيسياً، والرابط بينهما الإلكترونات

4 قاعدة اليد اليمنى

لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي حول سلك يمر فيه تيار
1
خطوات تطبيق القاعدة
القاعدة:

1️⃣ استخدم اليد اليمنى
2️⃣ وجه الإبهام في اتجاه التيار الاصطلاحي
3️⃣ اتجاه باقي الأصابع (الدائري) = اتجاه المجال المغناطيسي

⚠️ مهم جداً: إذا انعكس التيار، ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي إبهام اليد اليمنى = اتجاه التيار المجال المغناطيسي (اتجاه الأصابع) الإبهام = التيار | الأصابع = المجال المغناطيسي
2
التيار الاصطلاحي مقابل الإلكترونات
⚠️ نقطة مهمة جداً: دائماً نتكلم عن التيار الاصطلاحي!

التيار الاصطلاحي
• من الموجب (+) إلى السالب (-)
• من الجهد العالي إلى الأقل
• هو ما نستخدمه في القاعدة
مسار الإلكترونات
• من السالب (-) إلى الموجب (+)
• عكس التيار الاصطلاحي
• المسار الفيزيائي الحقيقي
لماذا نستخدم التيار الاصطلاحي؟
اتفاق تاريخي قبل اكتشاف الإلكترونات، والآن أصبح المعيار في كل الدوائر والقوانين
النتيجة: الإبهام باتجاه التيار الاصطلاحي، الأصابع باتجاه المجال المغناطيسي

انعكاس الاتجاه

التيار للأعلى ↑

المجال عكس عقارب الساعة

التيار للأسفل ↓

المجال مع عقارب الساعة
عند انعكاس التيار، ينعكس اتجاه المجال المغناطيسي

الملخص

الأقطاب

• قطب شمالي N
• قطب جنوبي S
• لا ينفصلان

المجال

• من N إلى S
• خطوط منحنية
• سببه الإلكترونات

التيار

• ينشئ مجال مغناطيسي
• دائري حول السلك
• الرابط: الإلكترونات

اليد اليمنى

• الإبهام = التيار
• الأصابع = المجال
• اصطلاحي!

نصائح مهمة

• كل مغناطيس له قطبان دائماً (N و S)
• عند تقسيم المغناطيس، كل جزء يصبح مغناطيساً كاملاً
• المجال المغناطيسي من الشمالي إلى الجنوبي
• سبب المغناطيسية هو ترتيب دوران الإلكترونات
• التيار الكهربائي ينشئ مجالاً مغناطيسياً دائرياً
• استخدم اليد اليمنى لتحديد اتجاه المجال
• الإبهام باتجاه التيار الاصطلاحي (+ إلى -)
• الإلكترونات تتحرك عكس التيار الاصطلاحي

انضم لعائلة الهندسة و الرياضيات

سجل معنا
👨‍💻
جاري تحميل التعليقات...