العلوم الفيزيائية — قوة لابلاس: التفاعل بين التيار والمجال المغناطيسي — الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

العلوم الفيزيائية — قوة لابلاس: التفاعل بين التيار والمجال المغناطيسي — الرابعة متوسط — المنهاج الجزائري

قوة لابلاس هي القوة الكهرومغناطيسية التي تؤثر على سلك يمر فيه تيار كهربائي عندما يكون موضوعاً في مجال مغناطيسي. هذا المبدأ هو أساس عمل المحركات الكهربائية.

القانون

قوة لابلاس F المؤثرة على سلك طوله L يمر فيه تيار شدته I وموضوع في مجال مغناطيسي منتظم كثافته B تحسب بالعلاقة:
F = B × I × L × sin(θ)
حيث θ الزاوية بين اتجاه التيار واتجاه المجال المغناطيسي.
• عندما θ = 90°: F = B × I × L (أكبر قيمة للقوة).
• عندما θ = 0°: F = 0 (لا توجد قوة).

اتجاه القوة (قاعدة اليد اليمنى)

يمكن تحديد اتجاه قوة لابلاس باستخدام قاعدة اليد اليمنى الثلاثية الأصابع:
• الإبهام: اتجاه التيار (I).
• السبابة: اتجاه المجال المغناطيسي (B).
• الوسطى: اتجاه القوة (F).

تطبيقات قوة لابلاس

المحرك الكهربائي: يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يتكون من عضو دوار (Rotator) في مجال مغناطيسي. مرور التيار في العضو الدوار يولد قوة لابلاس تجعله يدور.
مكبر الصوت (Loudspeaker): يمر تيار متغير في وشيعة موضوعة في مجال مغناطيسي، فتتحرك بسبب قوة لابلاس محدثة اهتزازات صوتية.

تمارين

1. سلك طوله 0.5 m يمر فيه تيار 3 A في مجال مغناطيسي كثافته 0.2 T عمودي عليه. أحسب قوة لابلاس.
2. إذا زادت شدة التيار إلى الضعف، كيف تتغير القوة؟ واذا تضاعف طول السلك؟
3. اشرح دور قوة لابلاس في عمل المحرك الكهربائي.

روابط مفيدة

اقرأ أيضاً: المجال المغناطيسي: خطوط المجال و المقاومة الكهربائية: قانون أوم وتطبيقاته.