فيزياء 3ث – الفصل 2: التأثير المغناطيسي وأجهزة القياس

أولا: المجال المغناطيسي للتيار

كل تيار كهربي يولد حوله مجالا مغناطيسيا (أورستد). السلك المستقيم: خطوط دائرية مركزها السلك، ويحدد الاتجاه بقاعدة اليد اليمنى (الإبهام مع التيار والأصابع مع المجال). كثافة الفيض: B = μI / 2πr.

الملف الدائري: B = μNI / 2r (N عدد اللفات). الملف اللولبي: مجال منتظم بداخله: B = μNI / L وأقطابه تتحدد بقاعدة اليد اليمنى (الأصابع مع التيار والإبهام للقطب الشمالي).

ثانيا: القوة المغناطيسية

القوة على سلك يمر به تيار داخل مجال: F = BIL sinθ وتكون عظمى إذا كان السلك عموديا (θ=90) وتنعدم إذا وازاه. الاتجاه بقاعدة اليد اليسرى (فلمنج): السبابة للمجال والوسطى للتيار والإبهام للقوة.

مثال: سلك طوله 0.5م يمر به تيار 2A عموديا على مجال 0.4T: F = 0.4×2×0.5 = 0.4 نيوتن.

ثالثا: أجهزة القياس الكهربية

الجلفانومتر: يقيس التيارات الصغيرة بانحراف مؤشر. الأميتر: جلفانومتر يتصل معه مجزئ تيار صغير على التوازي، ويوصل بالدائرة على التوالي. الفولتميتر: جلفانومتر يتصل معه مضاعف جهد كبير على التوالي، ويوصل على التوازي. الأوميتر: يقيس المقاومة مباشرة.

تدريبات

1. سلك يمر به تيار 3A على بعد 0.1م: احسب B (μ = 4π×10^-7).
2. كيف تحول جلفانومترا إلى أميتر؟ وإلى فولتميتر؟
3. لماذا يوصل الأميتر تواليا والفولتميتر توازيا؟
4. ملف دائري 10 لفات نصف قطره 0.05م وتيار 2A: احسب B في مركزه.
5. حدد اتجاه القوة على سلك يمر تياره يمينا داخل مجال خارج من الصفحة.