Le champ magnétique crée par un courant électrique

selena

دروس وملخصات وتمارين الفيزياء والكيمياء للسنة الأولى باكالوريا  خيار فرنسية - المسلك الدولي


Le champ magnétique crée par un courant électrique




1. مقدمة عن المجال المغناطيسي

عندما يمر تيار كهربائي في موصل، يتم إنشاء مجال مغناطيسي حول هذا الموصل. هذه الظاهرة، التي اكتشفها العالم هانز أورستد، تبرز العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية.


2. خصائص المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربائي

  • اتجاه المجال المغناطيسي:
    يتم تحديد اتجاه المجال المغناطيسي باستخدام قاعدة اليد اليمنى:

    • إذا أمسكنا السلك باليد اليمنى بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه التيار الكهربائي، فإن اتجاه بقية الأصابع يشير إلى اتجاه المجال المغناطيسي.
  • شدة المجال المغناطيسي:
    تزداد شدة المجال المغناطيسي بزيادة شدة التيار الكهربائي وباقتراب النقطة المدروسة من السلك.


3. المجال المغناطيسي الناتج عن تيار مستقيم

عندما يمر تيار كهربائي في سلك مستقيم طويل، يكون المجال المغناطيسي الناتج:

  • على شكل دوائر متحدة المركز حول السلك.
  • شدة المجال المغناطيسي تتناسب طرديًا مع شدة التيار وتتناقص مع زيادة المسافة عن السلك.

التعبير الرياضي:
B=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 \cdot I}{2 \pi \cdot r}
حيث:

  • BB: شدة المجال المغناطيسي.
  • μ0\mu_0: النفاذية المغناطيسية للوسط.
  • II: شدة التيار.
  • rr: المسافة عن السلك.

4. المجال المغناطيسي الناتج عن ملف دائري

عندما يمر التيار في ملف دائري، يتم إنشاء مجال مغناطيسي:

  • قوي وموجه داخل الملف.
  • أقل قوة خارج الملف.

شدة المجال المغناطيسي في مركز الملف:
B=μ0IN2RB = \frac{\mu_0 \cdot I \cdot N}{2R}
حيث:

  • NN: عدد لفات الملف.
  • RR: نصف قطر الملف.

5. تطبيقات المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي

  • المحركات الكهربائية:
    تعتمد المحركات على التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية.

  • المغناطيس الكهربائي:
    يستخدم في أجهزة الرفع المغناطيسي وفي المجالات الصناعية والطبية.

  • الأجهزة العلمية:
    مثل أجهزة الرنين المغناطيسي ومولدات الطاقة.


6. أمثلة وتمارين تطبيقية

  • تمرين 1:
    احسب شدة المجال المغناطيسي الناتج عن تيار شدته 5A على بعد 2cm من سلك مستقيم طويل.

  • تمرين 2:
    ملف دائري نصف قطره 10cm يحتوي على 50 لفة ويمر فيه تيار شدته 3A. احسب شدة المجال المغناطيسي في مركز الملف.


7. نصائح لفهم المجال المغناطيسي

  • التدرب على قاعدة اليد اليمنى:
    هي المفتاح لفهم اتجاه المجال المغناطيسي.

  • رسم الحقول المغناطيسية:
    استخدم الرسوم التخطيطية لفهم توزع المجال المغناطيسي حول الموصلات المختلفة.

  • حل المسائل العملية:
    يساعد التمرين على فهم العلاقات الرياضية بين التيار وشدة المجال المغناطيسي والمسافة.


تحميل موارد إضافية