مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.
المغناطيسية — الحقل المغناطيسي والتيار الكهربائي — السنة الثانية ثانوي (شعبة علوم تجريبية) — العلوم الفيزيائية — المنهاج الجزائري
يرتبط المغناطيس والتيار الكهربائي بعلاقة وثيقة، فكل تيار كهربائي يولد حوله حقلاً مغناطيسياً. يندرج هذا الدرس ضمن مقرر العلوم الفيزيائية للسنة الثانية ثانوي للشعب العلمية.
أولاً: مفهوم الحقل المغناطيسي
الحقل المغناطيسي هو حقل يؤثر على الأجسام المغناطيسية والتيارات الكهربائية. يُرمز له بالرمز B ويُقاس بوحدة التسلا (T). يمكن تمثيل الحقل المغناطيسي بخطوط وهمية تسمى خطوط الحقل المغناطيسي، وهي تخرج من القطب الشمالي وتدخل إلى القطب الجنوبي.
ثانياً: الحقل المغناطيسي الناتج عن تيار كهربائي
1. سلك مستقيم طويل: شدة الحقل المغناطيسي على مسافة r من سلك يمر فيه تيار I: B = (μ₀ × I) / (2π × r) حيث μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A هي نفاذية الفراغ.
2. وشيعة لولبية (Solenoïde): B = μ₀ × n × I حيث n هو عدد اللفات لكل متر طول.
3. ملف دائري: B = (μ₀ × N × I) / (2R) في مركز الملف، حيث N عدد اللفات وR نصف القطر.
قاعدة اليد اليمنى تحدد اتجاه الحقل المغناطيسي الناتج عن تيار.
ثالثاً: القوة الكهرمغناطيسية (قوة لابلاس)
عندما يوضع سلك يمر فيه تيار كهربائي I داخل حقل مغناطيسي B، فإنه يتعرض لقوة تسمى قوة لابلاس: F = I × L × B × sin(θ) حيث L هو طول السلك، θ الزاوية بين السلك والحقل. اتجاه القوة تحدده قاعدة اليد اليمنى (قاعدة فلمنغ).
رابعاً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2022): وشيعة لولبية طولها 40cm تحتوي على 200 لفة. يمر فيها تيار شدته 3A.
1. احسب شدة الحقل المغناطيسي داخل الوشيعة.
2. إذا وضعنا سلكاً مستقيماً طوله 10cm داخل الوشيعة بحيث يكون عمودياً على الحقل، ويمر فيه تيار 2A، فاحسب القوة المؤثرة على السلك.
الحل:
1. n = N/L = 200/0.4 = 500 لفة/متر
B = μ₀ × n × I = 4π × 10⁻⁷ × 500 × 3 = 4 × 3.14 × 10⁻⁷ × 1500 = 1.884 × 10⁻³ T
2. F = B × I × L (لأن θ = 90° ⇒ sin 90° = 1)
F = 1.884 × 10⁻³ × 2 × 0.1 = 3.768 × 10⁻⁴ N
خلاصة
تعتبر المغناطيسية الكهربائية أساس عمل المحولات والمحركات الكهربائية والمولدات. وهي من المحاور الهامة في امتحان البكالوريا لشعبتي العلوم التجريبية والتقني رياضي.
دروس مشابهة
- التوازن الكيميائي: حالة التوازن الديناميكي وثابت التوازن Kc وقاعدة لو شاتيليه —
- الحرارة — مفهومها وانتقالها والتوازن الحراري — العلوم الفيزيائية — السنة الأولى
- الظواهر الحرارية: التمدد الحراري وانتقال الحرارة (التوصيل والحمل والإشعاع) مع تم
