القسم ٨
المغناطيسية
Magnetism
المجال المغناطيسي وخطوطه، قواعد اليد اليمنى، القوة المغناطيسية على سلك يحمل تيارًا F=I·L·B وعلى شحنة متحركة F=q·v·B، الحث الكهرومغناطيسي EMF=B·L·v، والتيار المتناوب وقيمه الفعالة.
تدريب على أسئلة المغناطيسية
أسئلة بنك التحصيلي لهذا القسم
الأقسام الفرعية
أمثلة محلولة
مثال ١
خطوط المجال المغناطيسي حول مغناطيس تخرج من أي قطب؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٢
سلك طوله 1.5 m يمرّ به تيار 6 A موضوع عموديًّا في مجال مغناطيسي 0.5 T، فما القوة المؤثرة فيه بوحدة النيوتن؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٣
سلكان متجاوران يمرّ في كلٍّ منهما تيار في الاتجاه نفسه، فما القوة الناشئة بينهما؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٤
إلكترون شحنته 1.6 × 10⁻¹⁹ C يتحرك بسرعة 2 × 10⁵ m/s عموديًّا على مجال مغناطيسي فيتأثر بقوة 3.2 × 10⁻¹⁵ N، فما شدة المجال بوحدة التسلا؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٥
إذا دخل إلكترون مجالًا مغناطيسيًّا منتظمًا في اتجاه عمودي على المجال، فبأي شكل يتحرك؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٦
سلك طوله 20 m يتحرك عموديًّا في مجال مغناطيسي 2 T بسرعة 3 m/s، فما القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولّدة فيه بوحدة الفولت؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٧
مولد تيار متناوب يولّد جهدًا قيمته العظمى 10 V، فما قيمة الجهد الفعّال بوحدة الفولت؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٨
في قاعدة اليد اليمنى الأولى (لمجال سلك مستقيم يحمل تيارًا)، يشير الإبهام إلى:
◎ توقّع الإجابة أولًا:
نصائح الإتقان
- • خطوط المجال المغناطيسي تخرج من القطب الشمالي N إلى الجنوبي S؛ والتيار في سلك ينشئ مجالًا حوله (أورستد).
- • استعمل قواعد اليد اليمنى: الإبهام للتيار/الحركة والأصابع للمجال، حسب القاعدة المطلوبة.
- • القوة على سلك F = I·L·B وعلى شحنة F = q·v·B·sinθ، وكلاهما عظمى عند العمودية (θ = 90) وصفر عند التوازي (θ = 0).
- • الحث الكهرومغناطيسي يحتاج حركة نسبية: EMF = B·L·v، ولا يتولّد تيار إذا كان السلك ساكنًا.
- • القيم الفعّالة للتيار المتناوب = 0.707 × القيمة العظمى، ومتوسط القدرة = نصف القدرة العظمى.
أخطاء شائعة
- حساب القوة المغناطيسية كاملةً دون مراعاة الزاوية: القوة عظمى عند العمودية (sinθ = 1) وتنعدم عند التوازي (sinθ = 0).
- الظن أن السلك الساكن في مجال مغناطيسي يولّد تيارًا: الحث يحتاج حركة نسبية بين السلك والمجال؛ السلك الساكن لا يولّد تيارًا (EMF = 0).
- عدّ المحرك الكهربائي من تطبيقات الحث الكهرومغناطيسي: المحرك يحوّل الطاقة الكهربائية إلى حركية، أمّا تطبيقات الحث فهي المولد والمحول والميكروفون.
- استعمال القيمة العظمى مكان الفعّالة في التيار المتناوب: القيمة الفعّالة = 0.707 × العظمى؛ ومتوسط القدرة = 12 × القدرة العظمى.