المجال المغناطيسي للتيار الكهربائي: تطبيقات قانون بيو-سافار وقانون لابلاس – الثانية ثانوي علوم فيزيائية – المنهاج الجزائري

📖 أهداف الدرس

• فهم المصدر الأساسي للمجال المغناطيسي (التيار الكهربائي)
• التعرف على قانون بيو-سافار (Biot-Savart)
• تطبيق قانون لابلاس (Laplace) للقوة المغناطيسية
• حساب المجال المغناطيسي لسلك مستقيم، لولبي، ووشيعة

📝 مصادر المجال المغناطيسي

• التيار الكهربائي: كل تيار كهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً حوله.
• المغناطيس الدائم: مثل المغناطيس الطبيعي أو الاصطناعي.

🧲 قانون بيو-سافار

dB = (μ₀/4π) × (I·dl × r̂)/r²

حيث μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A (نفاذية الفراغ).

تطبيقات مهمة

1. سلك مستقيم لا نهائي:

B = (μ₀·I)/(2π·r)

اتجاه المجال: قاعدة اليد اليمنى.

2. وشيعة دائرية (مركزها):

B = (μ₀·I)/(2R)

3. وشيعة لولبية (داخلها):

B = μ₀·n·I

حيث n = N/L عدد اللفات/متر.

⚡ قانون لابلاس

dF = I·(dl × B) → F = B·I·L·sin(θ)

اتجاه القوة: قاعدة فليمينغ (اليد اليمنى).

💡 مثال تطبيقي

1. سلك مستقيم I=5A، احسب B على بعد 10cm.

B = (4π×10⁻⁷×5)/(2π×0.1) = 10⁻⁵ T

2. وشيعة لولبية طولها 20cm، 500 لفة، I=2A، احسب B داخلها.

n = 500/0.2 = 2500 لفة/م — B = 4π×10⁻⁷×2500×2 = 6.28×10⁻³ T

✍️ تمرين محلول

المعطيات: سلكان متوازيان لا نهائيان بينهما d=5cm، I₁=3A، I₂=4A (نفس الاتجاه). احسب B المحصل في منتصف المسافة.

الحل: r=0.025m. B₁=2.4×10⁻⁵T، B₂=3.2×10⁻⁵T. المجالان متعاكسان بين السلكين. B = |B₂-B₁| = 8×10⁻⁶ T.

📍 دروس مشابهة

• الحث الكهرومغناطيسي: قانون فاراداي وقانون لنز مع تمارين محلولة – الثانية ثانوي
• التيار الكهربائي المتناوب: مفهومه وخصائصه — الثانية ثانوي