المجالات المغناطيسية الناتجة عن التيارات

مغناطيس بمفتاح تشغيل وإيقاف

• رافعة ساحة الخردة ترفع طنًا من الصلب، وتحمله عبر الساحة، ثم تسقطه بضغطة مفتاح.
• لا يمكن لمغناطيس دائم القيام بذلك. ما تحمله الرافعة هو ملف من الأسلاك حول نواة حديدية، ويوجد مغناطيسيتها فقط طالما يمر التيار.
• كل مجال في هذا الدرس ناتج عن تيار، مما يعني أنه يمكن إيقاف أي منها أو عكس اتجاهه أو زيادته حسب الرغبة.
• هذا الدرس يدور حول أنماط المجالات التي تنتجها التيارات، والقوى بين تيارين.

المجال حول سلك مستقيم

• يتشكل المجال في دوائر متحدة المركز حول السلك، في المستوى العمودي عليه.
• تتباعد دوائره مع المسافة، لأن المجال يضعف كلما ابتعدت.
• تحديد الاتجاه يتم باستخدام قاعدة قبضة اليد اليمنى: امسك السلك بيدك اليمنى، واجعل إبهامك موازياً للتيار، وتلتف أصابعك في اتجاه يشير إليه المجال.
• لتيار داخل الصفحة، يعطي هذا مجلاً مع عقارب الساعة.

دوائر، تتباعد، كل منها سهم

الملف الدائري المسطح

• ثنِ السلك إلى حلقة وتتضاف الحقول الدائرية حول كل جانب من خلال المركز.
• لذا يكون المجال عند المركز عمودياً على مستوى الملف، وأقوى ما يكون هناك.
• عند النظر إلى وجه واحد، يتصرف الملف كقطب شمالي، حيث يخرج منه المجال؛ ومن الوجه الآخر، كقطب جنوبي. الحلقة الواحدة هي بالفعل مغناطيس قضيب صغير.

الملف اللولبي

• الملف اللولبي هو العديد من هذه الحلقات في صف. تتجمع حقولها على طول المحور، لذا يكون المجال داخله مستوياً تقريباً وموازياً للمحور، تماماً مثل مغناطيس قضيب ممدود.
• خارجه يتباعد ويضعف بسرعة، ويتصرف الطرفان كقطبين N و S.
• ثلاثة عوامل تقويه: عدد لفات أكبر لكل وحدة طول، تيار أكبر، ونواة حديدية.

مستوٍ على طول المحور، وقطبان عند الأطراف

مثال محلول: لماذا تساعد النواة

تياران متوازيان

• يقع كل سلك في مجال السلك الآخر، لذا يشعر كل منهما بقوة تأثير المحرك $F = BIL$.
• طبق القاعدة اليسرى على كل سلك على حدة، باستخدام المجال الذي يصنعه السلك الآخر. النتيجة متماثلة، كما يتطلب قانون نيوتن الثالث.
• التيارات في نفس الاتجاه تتجاذب. التيارات في اتجاهات متعاكسة تتنافر.
• هذه القوة هي أساس التعريف التاريخي للـ أمبير.

مثال محلول: التنبؤ بالاتجاه

علامات ضائعة

لقد فهمت الأمر