Le champ magnétique

 

دروس الفيزياء والكيمياء - السنة الأولى باكالوريا علوم  (المسلك الدولي)

Le champ magnétique

1. مقدمة حول المجال المغناطيسي

المجال المغناطيسي هو منطقة في الفضاء تؤثر فيها قوة مغناطيسية على الشحنات الكهربائية المتحركة أو المواد المغناطيسية. يمكن أن ينتج هذا المجال عن طريق المغناطيسات أو التيارات الكهربائية.

• تمثيل المجال المغناطيسي:
  يتم تمثيله بخطوط المجال المغناطيسي:
  • كلما كانت الخطوط متقاربة، كان المجال أكثر شدة.
  • اتجاه الخطوط يكون من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.

---

2. مصادر المجال المغناطيسي

• المغناطيسات الدائمة: تولد مجالاً مغناطيسيًا ثابتًا.
• التيار الكهربائي في الأسلاك: يولد مجالًا مغناطيسيًا دائريًا حول السلك.
• الملفات (اللولبيات): عند مرور التيار الكهربائي داخل الملف، ينتج مجال مغناطيسي قوي ومنتظم داخل الملف.

---

3. الكميات المرتبطة بالمجال المغناطيسي

• الحث المغناطيسي (B): يصف شدة المجال المغناطيسي.

  • الوحدة: تسلا (T).
  • الرمز: B.

• قوة لورنتز:
  تؤثر على الجسيمات المشحونة المتحركة في مجال مغناطيسي، بحيث تكون القوة عمودية على كل من السرعة والمجال:
  $\vec{F} = q (\vec{v} \times \vec{B})$
  حيث:

  • $q$: شحنة الجسيم
  • $\vec{v}$: سرعة الجسيم
  • $\vec{B}$: الحث المغناطيسي

---

4. القوانين الأساسية

• قانون بيـو وسـافار: يستخدم لحساب المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربائي:
  $\vec{B} = \frac{\mu_0}{4 \pi} \frac{I \, d\vec{l} \times \vec{r}}{r^3}$
  حيث:

  • $\mu_0$: نفاذية المجال المغناطيسي في الفراغ
  • $I$: شدة التيار
  • $d\vec{l}$: عنصر صغير من السلك
  • $\vec{r}$: المسافة بين السلك والنقطة المراد قياس المجال عندها

• قانون أمبير: يربط المجال المغناطيسي حول سلك بشدة التيار الكهربائي المار فيه:
  $\oint \vec{B} \cdot d\vec{l} = \mu_0 I$

---

5. التطبيقات العملية

• المغناطيسات الكهربائية: تُستخدم في الرافعات لنقل المعادن الثقيلة.
• المحركات الكهربائية: تعتمد على تفاعل التيار مع المجال المغناطيسي لتوليد الحركة.
• الرنين المغناطيسي (IRM): يُستخدم في الطب لرؤية الأنسجة الداخلية للجسم.

---

6. تمارين للتدرب

• التمرين 1:
  سلك مستقيم طوله لا نهائي يحمل تيارًا كهربائيًا $I = 5 A$. احسب المجال المغناطيسي على بعد $r = 0.1 m$ من السلك.

• التمرين 2:
  جسيم مشحون بشحنة $q = 1.6 \times 10^{-19} C$ وسرعة $v = 2 \times 10^6 m/s$ يدخل في مجال مغناطيسي شدته $B = 0.1 T$. احسب قوة لورنتز المؤثرة على الجسيم.

---

7. نصائح للدراسة الفعالة

• استخدم الرسومات لتوضيح مفهوم خطوط المجال المغناطيسي.
• تدرب على تطبيق قوانين بيـو-سافار وأمبير في مسائل مختلفة.
• قم بحل تمارين تجمع بين المجالين الكهربائي والمغناطيسي لفهم شامل.

---

روابط التحميل

Cours	Resume	Exercices	Videos
Telecharger	Telecharger
Telecharger	Telecharger
Telecharger