ملخص الفصل ٣: المجالات المغناطيسية

3-1 المغانط: الدائمة والمؤقتة

• المغناطيس مستقطب، أي له قطبان متعاكسان: شمالي وجنوبي، والأقطاب المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب، ولا يمكن الحصول على قطب مغناطيسي منفرد مهما قُسم المغناطيس.
• يمثَّل المجال المغناطيسي بخطوط تخرج من القطب الشمالي وتدخل في القطب الجنوبي، ويُسمّى عدد الخطوط التي تخترق سطحًا التدفق المغناطيسي، ويكون المجال أقوى حيث تتقارب الخطوط.
• يولّد التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًّا دائريًّا حول السلك تحدَّد جهته بالقاعدة الأولى لليد اليمنى، ويصبح الملف اللولبي الذي يسري فيه تيار مغناطيسًا كهربائيًّا تحدَّد أقطابه بالقاعدة الثانية لليد اليمنى، وتفسَّر مغناطيسية المواد بالمناطق المغناطيسية.

راجع صفحة ٧١ في الكتاب

3-2 القوى الناتجة عن المجالات المغناطيسية

• يتأثر السلك الذي يسري فيه تيار وموضوع عموديًّا في مجال مغناطيسي بقوة مقدارها F = ILB، ويكون اتجاهها عموديًّا على كل من التيار والمجال، ويحدَّد بالقاعدة الثالثة لليد اليمنى.
• يتجاذب سلكان متوازيان يسري فيهما تياران في الاتجاه نفسه، ويتنافران عندما يكون التياران في اتجاهين متعاكسين.
• يعتمد الجلفانومتر والمحرك الكهربائي على القوة المؤثرة في ملف يحمل تيارًا داخل مجال مغناطيسي، كما يتأثر الجسيم المشحون المتحرك عموديًّا على مجال مغناطيسي بقوة مقدارها F = qvB.

راجع صفحة ٨١ في الكتاب

مثال محلول

سلك طوله 0.50 m يسري فيه تيار 5.0 A، وُضع عموديًّا على مجال مغناطيسي منتظم مقداره 0.40 T. ما مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة فيه؟

1. نكتب المعطيات: L = 0.50 m و I = 5.0 A و B = 0.40 T، والسلك عمودي على المجال.
2. نطبق العلاقة F = ILB.
3. نعوّض: F = 5.0 × 0.50 × 0.40 = 1.0 N.
4. تحقق: بقسمة القوة على حاصل ضرب التيار والطول نجد B = 1.0/(5.0 × 0.50) = 0.40 T، وهي القيمة المعطاة.

الإجابة: القوة المغناطيسية تساوي 1.0 N، واتجاهها عمودي على السلك والمجال معًا.