المجال المغناطيسي: مفهومه وخصائصه وتطبيقاته مع تمارين بكالوريا محلولة — العلوم الفيزيائية — الثانية ثانوي — المنهاج الجزائري

المجال المغناطيسي: مفهومه وخصائصه وتطبيقاته مع تمارين بكالوريا محلولة — العلوم الفيزيائية — الثانية ثانوي — المنهاج الجزائري

الاهداف التعليمية:

• فهم مفهوم المجال المغناطيسي وخصائصه
• التعرف على خطوط المجال المغناطيسي وشكلها
• تطبيق القوانين المتعلقة بالمجال المغناطيسي

I – مفهوم المجال المغناطيسي:

المجال المغناطيسي هو حيز من الفضاء تظهر فيه آثار القوى المغناطيسية. ينشا عن:
– المغناطيس الدائم
– التيار الكهربائي المار في ناقل

يرمز للمجال المغناطيسي بالرمز B ويقاس بوحدة التسلا (T).

II – خطوط المجال المغناطيسي:

خصائص خطوط المجال المغناطيسي:

• خطوط وهمية تخرج من القطب الشمالي وتدخل الى القطب الجنوبي
• لا تتقاطع ابدا
• شدة المجال تتناسب طرديا مع كثافة الخطوط
• اتجاه خط المجال هو اتجاه القوة المؤثرة على قطب شمالي

شكل المجال المغناطيسي:
– مغناطيس مستقيم: خطوط مغلقة تخرج من N وتدخل الى S
– سلك مستقيم يمر به تيار: خطوط دائرية مركزها السلك
– ملف لولبي (Solenoide): يشبه مجال المغناطيس المستقيم

III – قاعدة اليد اليمنى (قاعدة امبير):

لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربائي:
– سلك مستقيم: الابهام في اتجاه التيار، الاصابع تلتف في اتجاه المجال.
– ملف لولبي: الاصابع في اتجاه التيار، الابهام يشير الى القطب الشمالي للملف.

IV – القوة الكهرمغناطيسية (قوة لابلاس):

عندما يوضع ناقل يمر به تيار كهربائي في مجال مغناطيسي، فانه يخضع لقوة كهرمغناطيسية تسمى قوة لابلاس.

F = B × I × L × sin(θ)

حيث: F: القوة (N)، B: شدة المجال (T)، I: شدة التيار (A)، L: طول الناقل (m)، θ: الزاوية بين المجال والتيار.

تحديد الاتجاه: قاعدة اليد اليسرى (قاعدة فلمنغ): الابهام = اتجاه القوة، السبابة = المجال، الوسطى = التيار.

تمرين بكالوريا محلول:

التمرين: سلك مستقيم طوله 0.5 m يمر به تيار شدته 3 A موضوع عموديا في مجال مغناطيسي شدته 0.2 T. احسب شدة قوة لابلاس المؤثرة على السلك.

الحل:
θ = 90° (لان السلك عمودي على المجال)، sin(90°) = 1
F = B × I × L × sin(θ)
F = 0.2 × 3 × 0.5 × 1
F = 0.3 N

التمرين 2: ملف لولبي عدد لفاته 200 وطوله 0.4 m يمر به تيار شدته 2 A. احسب شدة المجال المغناطيسي داخل الملف (μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T.m/A).

الحل:
B = μ₀ × N × I / L
B = (4π × 10⁻⁷) × 200 × 2 / 0.4
B = 4π × 10⁻⁷ × 400 / 0.4
B = 4π × 10⁻⁷ × 1000
B = 4π × 10⁻⁴ = 1.256 × 10⁻³ T = 1.256 mT

دروس مشابهة:

قانون اوم للمقاومة الكهربائية | الكيمياء العضوية: الكحولات والاحماض الكربوكسيلية