ملخص وحدة المجالات المغناطيسية فيزياء عاشر متقدم فصل ثالث
مراجعة المجالات المغناطيسية
فهم المغناطيسية
إذا علقت مغناطيساً بخيط فإن المغناطيس سيتخذ اتجاها يتناسب مع الخصائص المغناطيسية للأرض ستجد أن القضيب المغناطيسي قد استقر في اتجاه شمال - جنوب
الخصائص العامة للمغانط
1- المغناطيس مستقطب أي له قطبان متعاكسان أحداهما شمالي والأخر جنوبي
2-الأقطاب المتشابهة تتنافر والأقطاب المختلفة تتجاذب
3-تشير دائما إلى اتجاه ( شمال - الجنوب ) وهو ما يفسر أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس كبير
4-لا توجد اقطاب مفردة في المغانط أي لايمكن فصل الأقطاب عن بعضها
المنطقة المغناطيسية : مجموعة صغيرة جداً عندما تترتب خطوط المجال المغناطيسي للإلكترونات في مجموعة الذرات المتجاورة في الاتجاه نفسه
علل لما يلي
في المغناطيس المؤقت تزال المغنطة مباشرة بإزالة المجال المغناطيسي الخارجي
لأن المناطق المغناطيسية تتربت بصورة عشوائية داخل عينة بعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي
يضعف المغناطيس عند طرقة أو تسخينه
بسبب تبعثر المناطق المغناطيسية مقارنة بالنسق الذي كانت عليه سابقا
يتم خلط الحديد مع مواد أخرى في صناعة المغانط
للمحافظة على المناطق المغناطيسية مرتبة بعد إزالة تأثير المجال المغناطيسي الخارجي وبالتالي نحصل عل مغانط ثابته
خصائص خطوط المجال المغناطيسي
1-خطوط وهمية تساعدنا في تصور المجال وتزويدنا بمقياس لشدة المجال
2-تبدو خارجة من القطب الشمالي وداخلة إلى الجنوبي خارج المغناطيس ثم تكمل دورتها
3-لا تتقاطع لأنه لو تقاطعت لكان في نقطة التقاطع أكثر من اتجاه للمجال
4-تزداد كثافتها وتتقارب أو تتزاحم بالقرب من الأقطاب ويقل تزاحمها كلما ابتعدنا عن الأقطاب
أنواع المجال
المجال المنتظم : ثابت المقدار والاتجاه خطوط مستقيمة ومتوازية مثل المجال داخل قضيب مغناطيسي
المجال غير المنتظم : متغير المقدار والاتجاه - خطوطهغير متوازية - مثل المجال خارج قضيب مغناطيسي
الكهرومغناطيسية
ابتكر العالم الفيزيائي اورستد طريقة لدراسة العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء
التيار الكهربائي للأسلاك الحاملة للتيار
إذا مر تيار كهربائي مستمر في سلك مستقيم وطويل فإنه يتولد حول السلك مجال مغناطيسي
شكل المجال المغناطيسي الناتج
دوائر متحدة المركز مركزها يقع على محور السلك وتقع في مستوى عمودي على السلك نفسه
نوع المجال : مجال مغناطيسي غير منتظم
تحديد إتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن سلك يمر فيه تيار كهربائي
اتجاه المجال الناتج عن سلك مستقيم يحدد حسب قاعدة قبضة اليد اليمنى القاعدة الأولى لليد اليمنى والتي تنص على :
نقبض على السلك بايلد اليمتى بحيث يكون الأبهام باتجاه التيار فيكون اتجاه لف الأضابع لأتمام القبضى على السلك هو اتجاه المجال في النقطة
الخصائص العامة للمغانط
1- المغناطيس مستقطب أي له قطبان متميزان متعاكسان شمالي وجنوبي
2-الأقطاب المتشابهه تتنافر والمختلفة تتجاذب
3-إذا علق المغناطيس بشكل حر يتجه شمال جنوب مغناطيسية الأرض
4-يمغنط مواد أخرى تسمى المواد المغناطيسية مثل الحديد
إذا قطع إلى عدة قطع يتكون لكل قطعة قطبان
المغانط الكهربائية
1- المجال المغناطيسي المحيط بلفة
تحديد اتجاه المجال المغناطيسي الناتج
القاعده الأولى لليد اليمنى
نقبض على السلك باليد اليمنى بحيث يكون الإبهام باتجاه التيار فيكون اتجاه لف الأصابع لأتمام القبضة على السلك هو اتجاه المجال في النقطة
2- المجال المغناطيسي في ملف لولبي
تحديد الاتجاه قاعدة قبضة اليد اليمنى القاعدة الثانية لليد اليمنى على النحو الآتي : تلف أصابع اليد اليمنى مع التيار في الملف فبشير الإبهام لاتجاه المجال عند المركز
شكل المجال : منتظم داخل الملف - غير منتظم خارج الملف
تطبيق القوي المغناطيسية
القاعدة الثالثة للبد اليمنى :
يمكن تحديد اتجاه القوة المؤثرة ةفي سلك يسري فيه تيار كهربائي وموضوع في مجال مغناطيسي باستخدام القاعدة الثالثة لليد اليمنى
القوى على الأسلاك الحاملة للتيار
بحسب مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يحمل تيار مستمر
اتجاه القوة : القاعدة الثالثة لليد اليمنى
اجعل أصابع يدك اليمنى في اتجاه المجال المغناطيسي واجعل لأبهامك يشير إلى اتجاه الاصطلاحي في السلك فيكون اتجاه القوة المؤثرة في السلك في اتجاه العمودي على باطن الكف نحو الخارج
التطبيقات العملية للقوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يحمل تيار
1- سماعة الأذان
يوجد داخل سماعة الأذن ملفا سلكيا صغيرا مربوطا بغشاء بلاستيكي رفيع تحت الغشاء المغناطيسي
ويتجه المجال المغناطيسي الصادر عن المغناطيس بحيث يتعامد على كل من الملف السلكي واتجاه حركة الملف
يرسل مشغل الموسيقى تياراً عبر اسلاك السماعة فيدخل إلى الملف ويغير اتجاهه ما بين 40 و 40000 مرة كل ثانية حسب طبقات الصوت
تعمل القوة المغناطيسية على دفع الملف للداخل والخارج حسب اتجاه التيار مما يؤدي إلى اهتزاز الغشاء منتجا موجات صوتية
2- الجلفانومتير
جهاز يستخدم لقياس التيارات الكهربائية الصغيرة جداً ويمكن تحويله إلى أمبير أو فولتمير
أجزار الجهاز
مؤشر خفيف من الألمنيوم
قلب من الحديد المطاوع
ملف من يلك نحاسي
قطبا مغناطيس دائم
المحرك الكهربائي
هو جهاز يستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية دورانية
أجزاء الجهاز
الملف ذو القلب الحديدي
مغناطيس
عاكس التيار
الفرشاتان
يستعمل في الغسالة المروحة الخلاط
أجب عن الأتي :
ما هي وظيفة التي يؤديها كل من :
عاكس التيار : الإجابة : يعكس اتجاه التيار في ملف المحرك كل نصف دروة للمحافظة على اتجاه دوران ثابت
الفرشاتان : الإجابة : مدخل ومخرج دائمين للتيار الكهربائي من والى المحرك
ماذا تتوقع ان يحدث لو تم تصنيع الجهاز دون استخدام عاكس التيار
الإجابة : يدور ملف المحرك نصف دورة ثم يقف
كيف يمكن التحكم في سرعة دوران المحرك
الإجابة : عن طريق التحكم في شدة اليتار الكهربائي حيث يزداد مقدار القوى المغناطيسية بزيادة شدة التيار فيزداد العزم وتزداد سرعة الدوران والعكس بالعكس
القوي المؤثرة علي جسيمات مشحونة
القوى المؤثرة في جسيم مشحون
في شاشات الحاسوب والتلفازتستخدم المغانط في توجيه تركيز الجسيمات المشحونة على شاشات مفسفرة حيث ينبعث ضوء عند اصطدام تلك الجسيمات بالشاشة فتتكون الصورة
اتجاه القوة :
يكون اتجاه القوة دائما عموديا على كل من اتجاه السرعة واتجاه المجال المغناطيسي
معرفة اتجاه القوة بتطبيق قاعدة اليد اليمنى الثالثة يكون خاصا بالجسيمات ذات الشحنة الموجبة
اما اتجاه القوة المؤثرة في الجسيمات السالبة فنقوم بعكس اتجاه القوة
السؤال الأول اختر الإجابة الصحيحة لكل من الأسئلة التالية
1- أي مما يلي لا يمثل خاصية من خصائص المغناطيس ؟
المغناطيس قطبي
الأقطاب المتماثلة تتنافر إذا اقتربت من بعضها
الأقطاب المختلفة تتجاذب إذا اقتربت من بعضها
يمكن فصل القطب الشمالي عن القطب الجنوبي
2-أي المعادن التالية يمكن للمغناطيس أن يجذبها
الألمنيوم
النحاس
القصدير
النيكل
3- عند انجذاب مسمار حديدي لمغناطيس يتحول المسمار لمغناطيس مؤقت ماذا تسمى هذه الطريقة للمغنطة ؟
المغنطة بالحث
المغنطة بالتلامس
المغنطة الدائمة
المغنطة التدريجية
4- أي مما يلي يمثل تعريفا صحيحا للنطاقات المغناطيسية
إلكترونات تدور في اتجاهات عشوائية
مجموعة من الذرات المتجاورة المتوازية الأقطاب
مناطق عالية النفاذية المغناطيسية
ترتيب لذرات المادة الواحدة بحسب قدرتها على التمغنط