منتديات شباب وصبايا نابلس



 
الرئيسيةاليوميةس .و .جبحـثالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
SOSO_LOVE
!~¤§¦مشرفة قــــاعة المدرسة¦§¤~!
!~¤§¦مشرفة قــــاعة المدرسة¦§¤~!


كيف تعرفت علينا: من صديق/ة
انثى
الجدي الديك
عدد آلمُشآإركآإت-~: : 916
التقييم: 1195
:: العمر ::: : 20

مُساهمةموضوع: مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي   السبت نوفمبر 12, 2011 2:00 pm

مفاهيم أساسيه / المغناطيسيه
* المجال المغناطيسي : هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس يجذب فيها المواد المغناطيسي ، ويتبادل فيها التنافر او التجاذب مع المغأنط الاخرى .
يعبر عن المجال المغناطيسي عند نقطة ما بشدة المجال المغناطيسي في تلك النقطة ويرمز اليه بالرمز (غممس ) ويقاس بوحدة تسلا .
* خطوط المجال المغناطيسي : المسارات التي يسلكها قطب مغناطيس شمالي مفرد ( افتراضي ) موضوع في المجال بشكل حر.
خصائص المجال المغناطيسي :-
1- خطوط المجال المغناطيسي وهميه تخرج من القطب الشمالي للمغناطيس وتدخل في القطب الجنوبي ( خارج المغناطيس ) اما داخله فأنها تتجه من قطبه الجنوبي الى القطب الشمالي حتى تشكل خطا مقفلا كما في الشكل المجاور
2 - إتجاه المماس لخط المجال عند أي نقطة يمثل اتجاه المجال المغناطيسي في تلك النقطة ، حيث يعرف اتجاه المجال المغناطيسي بالاتجاه الذي يتجه اليه قطب إبرة البوصلة الشمالي

3- عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق وحدة المساحه العموديه عليها تتناسب طرديا مع شدة المجال المغناطيسي (غممس ) اذ تكون شدة المجال المغناطيسي اكبر في المنطقة التي تكون منها خطوط المجال المجالغناطيسي متقاربه اكثر .
4- لا تتقاطع لأنه لوتقاطعت لكأن للمجال في نقطة التقاطع اكثر من اتجاه لوجود اكثر من مماس عند تلك النقطة وهذا غير ممكن لأن اامجال اتجاها واحدا في النقطة الواحده .
5- خطوط المجال المغناطيسي خطوط مقفلة بسبب عدم وجود قطب مغناطيسي منفرد بع(((((( الشحنات الكهربائيه التي يمكن أن توجد منفردة سواء كأنت موجبة او سالبه . لذلك التدفق المغناطيسي خلال اي سطح مقفل يحيط بمغناطيس يساوي صفرا لأن عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق السطح من الداخل الى الخارج يساوي عددها الذي يخترق السطح من الخارج الى الداخل .
6- التدفق المغناطيسي خلال أي سطح مقفل يحيط بمغناطيس يساوي صفرا وذلك بسبب عدم وجود قطب مغناطيسي منفرد لذلك عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق السطح من الداخل الى الخارج يساوي عددها الذي يخترق السطح من الخارج الى الداخل.
الأثر المغناطيسي للتيار الكهربائي وقاون بيوسافار
لاحظ العالم اورستد أن مرور تيار كهربائي في موصل يولد حوله مجالا مغناطيسيا وتكون خطوط المجال حول السلك حلقات معدنية مغلقة مركزها السلك ومستواها متعامد مع السلك ، وتكون متقاربه اكثر في المنطقه القريبه من السلك.
قام العالمأن بيووسافار بعدة تجارب لحساب شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار كهربائي في أسلاك موصلة مختلفة الأشكال :-
1- لحساب المجال عند أي نقطة مثل النقطة ( أ ) تبعد مسافة ( ف ) عن سلك طوله ( ل ) يسري فيه تيار مقداره ( ت ) ، نقسم السلك الى أجزاء صغيرة طول كل جزء Δ ل لاحظ الشكل التالي ، ثم نحسب المجال عند النقطة ( أ ) الناشئ عن هذا الجزء ، وقد لاحظ بيوسافار أن هذا المجال له عدة صفات :-
1- تكون شدة المجال المغناطيسي (Δ غ ) عمودية على كل من Δ ل الذي يكون اتجاهه بإتجاه ت والبعد ف الواصل بين Δ ل و أ .
2- تتناسب قيمة شدة المجال المغناطيسي (Δ غ ) :-
أ- طرديا مع كل من ت ، (Δ ل ).
ب- طرديا مع جا θ حيث أن θ تمثل الزاويه المحصورة بين المتجه ف و Δل .
ج- ع((((((يا مع ف2 .
اي أن :-
Δغ = ( µ0 ت Δل جا θ ) / ¶ ف2 مقسوما على 4 حيث أن :-
µ0 : ثابت النفاذية المغناطيسية للفراغ = 4¶ * 10-7 تسلا / أمبير .
النفاذية المغناطيسيه هي مدى استجابة المادة للمجال المغناطيسي الخارجي.
غ: شدة المجال المغناطيسي عند نقطة مثل أ ، بوحدة تسلا.
ت : شدة التيار المار في السلك ( أمبير )
.الزاويه بين اتجاه دلتا ل ( الذي يكون في اتجاه ت ) و ف θ
ف : البعد العمودي بين النقطة ( أ ) والسلك .
المجال المغناطيسي الناشئ عن تيار كهربائي يسري في سلك مستقيم لأنهائي الطول
تعطى شدة المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار كهربائي في سلك طويل عند نقطة تبعد ف عنه بالعلاقة التالية :-
شدة المجال المغناطيسي الناتج عن موصل مستقيم لا نهائي ( غ )= ( µ0 ت ) /2 ¶ ف
حيث ف : البعد العمودي بين السلك والنقطة .
ت : شدة التيار المار في السلك .
** عندما تتعرض نقطة لأكثر من مجال مغناطيسي فأن شدة المجال المغناطيسي الكلي يتم إيجاده من خلال إيجاد مقدار المحصلة مقدارا وإتجاها وذلك لأن المجال المغناطيسي كمية فيزيائيه متجهة ( تحدد مقدارا وإتجاها ).
كيفية تحديد أتجاه المجال المغناطيسي الناتج عن سلك لا نهائي :-
1- قاعدة اليد اليمنى المفتوحه : فتح كف اليد اليمنى ، بحيث :-
يكون الإبهام بإتجاه ( ت ) والأصابع بإتجاه النقطه ( ف ) المراد أيجاد غ عندها ، وتكون راحة اليد بإتجاه غ


2- قاعدة مقبض اليد اليمنى : تخيل أنك تمسك السلك باليد اليمنى الأبهام بإتجاه التيار فيكون أنحناء الأصابع بإتجاه المجال ويكون إتجاه المجال في نقطة هو إتجاه المماس لخط المجال عندها .
فعلى سبيل المثال اوجد اتجاه خطوط المجال المغناطيسي حول السلك ، وأوجد أيضا اتجاه شدة المجال المغناطيسي عند النقاط أ ، ب
الحل :-
أ- بإستخدام قاعدة اليد اليمنى يكون إتجاه المجال المغناطيسي حول السلك بع(((((( أتجاه دورأن عقارب الساعه.
ب- لتحديد إتجاه المجال عند النقطتين ( أ، ب ) نأخذ المماس لخط المجال عند كل نقطه .
** ملاحظه : نستخدم للدلاله على أن اتجاه المجال المغناطيسي او التيار داخل الصفحه بعيدا عن الناظر .
والإشاره تستخدم للدلالة على إتجاه المجال المغناطيسي او التيار الى خارج الصفحه ( نحو الناظر ) .
أنعدام المجال المغناطيسي
عندما تتعرض نقطة لمجالين مغناطيسيين متساويين مقدارا وفي اتجاهين متعا((((((يين فأن شدة المجال المغناطيسي الكلي في تلك المنطقة تساوي صفر.
وفي حالة اذا كأن سلكأن متوازيين فأن نقطة أنعدام المجال المغناطيسي يمكن تحديدها كما يلي :-
أ- اذا كأن التيارأن بنفس الاتجاه ، فأن نقطة أنعدام المجال ( نقطة التعادل ) تقع بينهما وتكون اقرب الى التيار الأصغر .
وعندما يكون التيارأن متساويين مقدارا فأن نقطة التعادل في المنتصف .
ب- اذا كأن التيارأن متعا((((((ين في الاتجاه ، فأن نقطة التعادل تقع خارجهما وتكون اقرب الى التيار الاصغر .
عندما يكون التيارأن متساويين مقدارا ومتعا((((((ين اتجاها فلا توجد نقطة تعادل .
المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيار كهربائي في ملف دائري
أن المجال المغناطيسي الناتج عن ملف دائري يمر به تيار كهربائي يمتاز بما يلي :-
أ- عند مركز الملف تكون خطوط المجال عباره عن مستقيمات تكاد تكون متوازيه ، وعموديه على مستوى الملف كما في الشكل
حيث نستخدم قاعدة مقبض اليد اليمنى : الابهام ت ، حركة دورأن الأصابع اتجاه غ اي أن المجال عند مركز الملف هو مجال منتظم كما يلي :


لحساب شدة المجال المغناطيسي ( غ ) في مركز ملف نستخدم قأنون بيووسافار .
المجال المغناطيسي غ الناشيء عن الملف الدائري يحسب من العلاقه

حيث Δغ = شدة المجال المغناطيسي الناتج عن Δل في مركز الملف .
لاحظ أن ف = نق ، 90 = θ
لأن Δل عمودي على نصف القطر فأن :
Δل = محيط اللفة X عدد اللفات
= 2 * نق * ¶ * ن ، وعليه فأن :-

لتحديد اتجاه شدة المجال في مركز الملف الدائري :-
أ- قاعدة قبضة اليد اليمنى : الابهام ت ، حركة الاصابع اتجاه غ .
ب- قاعدة كف اليد اليمنى : الابهام ت ، الاصابع بإتجاه النقطة المراد إيجاد غ عندها ( المركز ) ويكون اتجاه راحة اليد غ .
يعتبر الملف الدائري مغناطيسا قطبه الشمالي هو الجهة التي تخرج منها خطوط المجال كما في الشكل حيث القطب الشمالي هو ( ز+ ) ، والقطب الجنوبي ( ز- )
قـأنـون أمبير
مجموع حاصل الضرب النقطي لشدة المجال المغناطيسي مع طول الجزء في المسار المغلق يساوي مجموع التيارات في المسار مضروبا في ثابت النفاذية المغناطيسية µ .

حيث أن Δل جزء صغير من المسار المغلق

غ : شطة المجال المغناطيسي الناشيء عن الجزء Δل .
غ. Δل : حاصل الضرب النقطي بين غ و Δل .
θ : الزاوية المحصورة بين غ و Δل
ت : المجموع الجبري للتيارات الماره في المسار المغلق .
مـــلاحظه هــامــه : - يستخدم قأنون امبير في حساب المجال المغناطيسي الناشئ عن مرور تيارات كهربائيه في موصلات ذات تماثل هندسي ، يسمح بإختيار مسارات مغلقة حولها ، بحيث يكون المجال المغناطيسي في كل نقطة من نقاطها معلومة المقدار والاتجاه .
المجال المغناطيسي لملف حلزوني
الملف الحلزوني هو عباره عن سلك طويل ملفوف عدة لفات متراصه .
يمتاز المجال المغناطيسي الناشئ عن الملف الحلزوني بما يلي :-
أ- خطوط متوازية في منتصف الملف وعلى طول المحور لذلك يمكن اعتباره مجال مغناطيسي منتظم كما في الشكل التالي :-

ب- خارج الملف الحلزوني وعند الاطراف يكون المجال المغناطيسي غير منتظم .
ج-لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي ( غ ) داخل الملف نستخدم قاعدة مقبض اليد اليمنى كما يلي :- نلف الأصابع مع لفات الملف الحلزوني بإتجاه التيار فيكون الإبهام مشيرا الى اتجاه شدة المجال المغناطيسي ( غ ).
د - يمكن اعتبار الملف الحلزوني على أنه مغناطيس له قطبأن ، شمالي وجنوبي هما طرفي طرفا الملف ، ويكون قطب الملف الشمالي ذلك القطب الذي تخرج منه خطوط المجال المغناطيسي .
هـ- لحساب المجال المغناطيسي داخل الملف الحلزوني نستخدم قأنون امبير ، فنختار مسارا مغلقا مناسبا ، ونظرا للتماثل الطولي في المجال فأن أنسب مسار هو مسار مستطيل الشكل ب أ ج د ب ، يمكن التعامل معه على أنه مكون من اربعة اجزاء ب أ ، أ د ، د ج ، ج ب كما في الشكل المقابل وعليه فأن :-

وحيث أن شدة المجال المغناطيسي داخل الملف ثابتة فأن :-

وذلك لأن : شدة المجال المغناطيسي خارج الملف صغيرة جدا ويمكن اعتبارها صفر .
ومن قأنون أمبير

تداخل المسار = ت X عدد اللفات داخل المسار المغلق
= ت X ل X نّ
حيث أن نّ : عدد اللفات في وحدة الاطوال = ن / ل وتصبح المعادله النهائيه :-

مــلاحظه هـامــه :-
أ- تذكر أن خطوط المجال المغناطيسي تتجه من القطب الشمالي الى القطب الجنوبي ( خارج المغناطيس ) وتتجه من القطب الجنوبي الى القطب الشمالي ( داخل المغناطيس ).
ب- لاحظ أن ( غ ) خارج الملف الحلزوني = صفر ، لأن المجال عند نقطة خارج الملف هو محصلة المجالات المغناطيسيه لكل التيارات الكهربائيه المارة في كل حلقه من حلقات الملف ، وحسب قاعدة قبضة اليد اليمنى فأن المجالات المغناطيسيه الناتجة من الملفات عند نقطة خارج الموصل تكون متعا((((((ة تلغي بعضها بعضا ، خاصة اذا كأن طول الملف اكبر بكثير من نصف قطر الملف ، اذ أن كل لفه تمثل ملفا دائريا .
الــقــوة الـمـغـنـاطـيسـيه
يظهر تأثيرالمجال المغناطيسي على نقطة ما على شكل قوة مغناطيسيه يؤثر فيها على الشحنات الكهربائية المتحركة فيه .
القوة المغناطيسة المؤثرة على شحنة كهربائية متحركة في مجال مغناطيسي
عندما تتحرك شحنة كهربائية (ش )بسرعة مقدارها ( ع ) في مجال مغناطيسي ( غ ) فان القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على الشحنة تعطى بالعلاقة :-

ويطلق على هذا النوع من الضرب الاتجاهي بالضرب التقاطعي .
اتجاه القوة ( ق ) عموديا على (ع ) وعلى ( غ ) كما في الشكل المجاور
اما من ناحية المقدار فان :-
ق = ش ع غ جاθ حيث ان θ الزاوية المحصورة بين ع ، غ .
فعندما تكون الزاوية :-
أ- θ = 90 أي تتحرك الشحنة في اتجاه يعامد المجال وتكون القوة اكبر ما يمكن فان :-
ق = ش ع غ
ب- اذا كانت θ = 0 أو 180 (اي ان الشحنة في اتجاه المجال او في اتجاه يعا(((((( المجال )
فان ق = صفر وتكون في هذه الحالة القوة المغناطيسية اصغر ما يمكن .
شدة المجال المغناطيسي غ يمكن تعريفها في نقطة ما بأنها القوة المغناطيسية التي يؤثر فيها المجال على وحدة الشحنة الموجبة التي تتحرك بوحدة السرعة عموديا على اتجاه المجال .
ومن العلاقة السابقة نستنتج ان شدة المجال المغناطيسي ( غ )= ق / ش ع جاθ
حيث ان وحدة قياس ( غ ) = نيوتن . ث / كولوم .م = تسلا
تعريف (تسلا ): المجال المغناطيسي الذي يقثر بقوة مقدارها ( 1 ) نيوتن في شحنة مقدارها ( 1) كولوم تتحرك بسرعة 1م / ث في اتجاه يتعامد مع المجال المغناطيسي .
تحديد اتجاه القوة المغناطيسية
يوجدعدة طرق لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية منها:-
أ- قاعدة اليد اليمنى المفتوحة ( قاعدة كف اليد اليمنى )
فتح اليد اليمنى بحيث يكون الابهام بإتجاه السرعة ، الاصابع بإتجاه المجال ، الراحة تشير الى اتجاه القوة
ب- قاعدة مقبض اليد اليمنى
نلف الاصابع من ع الى غ فيكون اتجاه الابهام هو اتجاه ق (للشحنة الموجبة ) ونع(((((( الاتجاه في حالة الشحنة السالبة .


حركة جسيم مشحون في مجال مغناطيسي منتظم
اذا تحركت شحنة ( ش ) في مجال مغناطيسي منتظم ( غ ) بسرعة ( ع ) بإتجاه يتعامد مع المجال فان :-

وهو عباره عن ضرب تقاطعي ق = ش ع غ جاθ وحيث ان θ = 90 فان جا90 = 1
ق = ش ع غ وبما ان القوة عموديه على ع ، وثابتة مقدارا ( ثبوت ش ، ع ، غ على فرضان المجال المغناطيسي منتظم ) فان هذه القوة تعمل عمل القوة المركزية :-
ق مغناطيسيه = ق مركزيه
ش ع غ = ك ع2 / نق وعليه فان
نق = ك ع / ش غ .
يكون اتجاه القوة نحو الشمال في بداية حركته عند الموضع أ ، ويتغير اتجاه القوة باستمرار حركة الجسيم بحيث يكون دائما عموديا على كل من ع ، غ ، مما يدل على ان الجسيم سيتحرك في مسار دائري بع(((((( عقارب الساعه .
مستوى الدوران : المستوى الذييقيم ( ع ، ق )المستوى الذي تدور فيه الشحنة عموديا على غ .
مثال :- اذا كان غ ( ز± ) مستوى الدوران س ص
غ ( س± ) سيكون مستوى الدوران ص ز
غ ( ص± ) سيكون مستوى الدوران س ز
لإيجاد الزمن اللازم للجسيم حتى يتم دورة كاملة ( الزمن الدوري ) نستخدم العلاقه :-
ز = 2 ¶ نق / ع بالتعويض بدل نق من العلاقه نق = ك ع / ش غ تصبح علاقة الزمن الدوري كما يلي:-
ز = 2¶ ك ع / ش ع غ وبإختصار ع من البسط والمقام :-
ز = 2¶ ك / ش غ
وعليه فان التردد ( ت ):-
ت = 1 / ز = ش غ / 2 ¶ ك
اما التردد الزاوي w = ت ¶ 2
w = ش غ / ك
** ملاحظات هامه :-
** مهما كان مقدارالزاويه ( θ ) المحصورة بين ع ، غ ما عدا ان تكون صفرا ، فان مسار البروتون سيكون مسارا دائريا ، لان اتجاه القوة دائما متعامدا مع اتجاه سرعة البروتون ، ولكن تغير قيمة ( θ ) يؤدي الى تغير قيمة هذه القوة ومستوى الدوران فقط ،ودائما يكون مستوى الدوران بمستوى السطح الذي يحتوي على اتجاه ( ق ) واتجاه ( ع ) .
** الحالات التي لا يؤثر بها المجال المغناطيسي بأي قوة على اي جسم موضوع فيه :-
ا- اذا كان الجسم غير مشحون مثل النيوترون ، اي ش = صفر .
2- اذا كانت الشحنة الموضوعة بالمجال ساكنه ( ع = صفر ).
3- اذا تحركت الشحنة بإتجاه او بع(((((( اتجاه المجال المغناطيسي( θ = صفر او 180 ).
مطياف الكتله
يعتبر مطياف الكتلة من التطبيقات العملية على حركة جسيم مشحون كهربائيا في مجال مغناطيسي منتظم .
الهدف من الجهاز :
* قياس الكتل الصغيرة ( كتل الجسيمات المشحونة )
تركيب الجهاز
يتم فصل الجسيمات عن بعضها البعض بناءعلى كتلتها والشكل المجاور يوضح تركيب الجهاز
مبدأعمله
1- لنفرض ان أيونا موجبا شحنته ( ش )وكتلته ( ك )قد انطلق من مصدر الايونات (د ) ودخل منطقة مجال كهربائي ناتج عن فرق الجهد ( جـ ) فيعمل المجال على تسريعه وزيادة طاقته الحركيه ،ويكون :
الشغل المبذول من المجال = الطاقة الحركيه التي يكتسبها الايون
ش جـ =( 1/2 ) ك ع2 وعليه فان
ع2 = 2 ش جـ / ك حيث ع : سرعة الايون المكتسبه ، جـ : فرق الجهد الكهربائي .
2-يدخل الايون من شق الى منطقة مجال مغناطيسي منتظم ، فيتأثر بقوة مغناطيسيه تحركه في مسار دائري
ق = ش ع غ
3- عندما يكمل الأيون نصف المسار الدائري يسقط على لوح فوتوغرافي حساس ، يترك سقوطه أثرا عليه ، وبقياس المسافه من الشق الى نقطة سقوطه على اللوح الفوتوغرافي ( ف ) نكون قد حددنا قطر المسار الذي تحرك به ، أي ان :-
ف = 2 نق
ف = 2 ك ع / ش غ
ف2 = 4 ك2 ع2 / ش2 غ2 وذلك بتربيع الطرفين
ف2 = ( 4 ك2 / ش2 غ2 ) * ( 2 ش جـ / ك ) لأن ع2 = 2 ش جـ / ك
ك = غ2 ش ف2 / 8 جـ
بما ان ف = 2 ك ع / ش غ
فإن نصف قطر المدار الذي يتخذه الأيون المشحون يعتمد على كتلته ، وبذلك يمكن فصل الايونات المشحونه المختلفة في الكتل عن بعضها البعض .
السيكلترون
يستخدم السيكلترون لتسريع الجسيمات المشحونة والتي تستخدم بشكل خاص في تجارب الفيزياء النوويه .
يحافظ على حركة الجسيمات في مسارات دائريه ،وذلك من خلال حركتها في مجال مغناطيسي منتظم .
تركيب الجهاز
1-يتكون من نصفي قرص كبير على شكل حرف D موضوعين في مجال مغناطيسي منتظم اتجه عمودي على مستوى نصفي القرص .
2- يتصل القرصان بمصدرفرق جهد كهربائي متردد هدفه تسريع الجسيمات المشحونة ، والتي غالبا ما تكون أنوية هيدروجين ثقيل ( ديوتيريوم ) تنطلق من مصدر الايونات الموجود في وسط الفراغ بين نصفي القرصين.
مبدأ عمل الجهاز
يتم تسريع البروتونات باستخدام الجهاز :
1- ينطلق البروتون من مصدره في الفجوة بين نصفي القرص ، فيعترض لفرق جهد كهربائي يولد مجالا كهربائيا ( اتجاهه من D1 الى D2 ) يعمل على تسريعة ، فيدخل منطقة المجال المغناطيسي في نصف القرص D1 ويتحرك في مسار داري نصف قطره يتناسب مع مقدار سرعته كما في الشكل .
2- عند وصول البروتون النقطة ب على المسار ومحاولته عبور الفجوة بين نصفي القرصين ينع(((((( اتجاه المجال الكهربائي المؤثر يصبح اتجاهه من D1 الى D2 ( بإستخدام مصدر فرق جهد متردد ) مما يؤدي الى زيادة سرعته مرة اخرى . بسبب تأثره بقوة كهربائيه ( مـ ش ) ناتجة عن وجوده في منطقة المجال بين نصفي القرص .
3- يدخل البروتون نصف القرص ( D2 ) بسرعة اكبر مما يجعله يتحرك خلال المجال المغناطيسي المنتظم في مسار دائري نصف قطره ( نق2 ) اكبر من المسار الاول وذلك بسبب ازديد سرعته .
4- عند وصول النقطة ( جـ ) ينع(((((( اتجاه المجال الكهربائي مرة اخرى فتزداد سرعته اكثر فيصبح نصف قطر مساره في نصف القرص ( D1 ) اكبر،وهكذا حتى نصل السرعة المطلوبة للبروتون ،وحتى يتحقق ذلك يجب ان يكون تردد مصدر فرق الجهد مساويا لتردد حركة البروتون في داخل المجال المغناطيسي المنتظم اي ان :-
تردد الشحنة = تردد فرق الجهد
= ش غ / 2¶ ك
ملاحظات :-
اثناء وجود الجسيم المشحون في منطقة المجال المغناطيسي تؤثر عليه قوة مغناطيسيه تجعله يسيربمسار دائري ويكون :
ق مركزيه = ق مغناطيسيه
ك ع2 / نق = ش ع غ وعليه فان :
نق = ك ع / ش غ
ويكون ز الدوري = 2 ¶ نق / ع = 2 ¶ ك / ش غ
ع = ش غ نق / ك
وعليه فان تردد الجسيم المشحون : د = 1 / ز
د = ش غ / 2¶ ك
القوة المغناطيسيه المؤثرة في موصل يسري به تيار كهربائي
التيار الكهربائي هو شحنات كهربائية متحركه ، سيؤثر المجال المغناطيسي بقوة على كل شحنة متحركة فيه ، فتكون القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على الشحنات الموجودة في الموصل هي :-
ق = القوة المؤثرة في الشحنة الواحدة X عدد الشحنات
ق = ش ع غ جاθ * ل أ ن
ق = ( ش ن أ ع ) ل غ جاθ ، وحيث ان ت = ن ش أ ع فإن:-
ق = ت ل غ جاθ
حيث ت : شدة التيارالكهربائي المار ( أمبير)
θ : الزاويه المحصوره بين ل و غ او ت و غ حيث ت يكون باتجاه طول الموصل ل .
غ : شدة المجال المغناطيسي ( تسلا )
ل : طول الموصل ( م )
من ناحية المقدار والاتجاه :-
ق = ت ( ل X غ ) حيث ان ق عمودي على ت ، ق عمودي على غ
*** لتحديد اتجاه القوة
نستخدم قاعدة اليد اليمنى المفتوحه : الابهام : ت ، الأصابع : غ ، الراحة : ق
الإزدواج المؤثر في ملف يسري فيه تيار كهربائي وموضوع في مجال مغناطيسي خارجي
على ملف يحمل تيارا :
الازدواج : قوتان متساويتان مقدارا متعا((((((تان اتجاها واتجاهخط عملهما ليس على استقامة واحده .
عزم الازدواج = إحدى القوتين X المسافة العمودية بينهما
يمثل الشكل ملفا مستطيلا ، قابلا للدوران حول محور يمر في مركزه ، يسري فيه تيار شدته ( ت ) وموضوع في مجال مغناطيسي خارجي ( غ ) ويصنع زاويه مقدارها ( θ ) مع العمودي على الملف .
لإيجاد القوى المؤثرة على اجزاء الملف :
نطبق العلاقة ق = ت ل غ جاθ على اجزاء الملف ( أب ، ب ج ، ج د ، د أ ) حيث :-
القوتان ق أد ، ق ج د متساويتان مقدارا ومتعا((((((تان اتجاها وخط عملهما على استقامة واحدة فتكون محصلتهما = صفرا .
لاحظ ان ق أجـ = ت ل جـ د غ جا( 90 - θ ) = ت ل جـ د غ جتاθ
وكذلك ق أ ب = ت ل أب غ جا ( 90 - θ ) = ت ل أب غ جتاθ
* القوتان ق أ د ، ق ب ج متساويتان مقدارا اومتعا((((((تان اتجاها وخطا عملهما ليسا على استقامةواحدة فتشكل هاتان القوتان ازدواجا يعمل على دوران الملف حول محوريمر بمركزه.
لتحديد الاتجاه : حسب قاعدة اليد اليمنى المفتوحه : الإبهام : ت ، الأصابع : غ ، الراحة : ق كما في الشكل.
عزم الازدواج = احدى القوتين X البعد العمودي بينهما
وبما ان : ق أ د = ق ب جـ = ت ل ب جـ غ جا90 = ت ل ب جـ غ
والبعد العمودي بينهما = ل ب ا جاθ
اذا عزم الازدواج = ت ل ب جـ غ ل أ ب جاθ
= ت غ أ جاθ للفة الواحده
اذا كان الملف يتكون منعدة لفات ن :
عزم الازدواج = ت ن غ ل أ جاθ
حيث θ الزاوية بين غ والعمودي على مستوى الملف ، أ = مساحة الملف
* تطبق هذه العلاقه مهما كان شكل الملف مستطيل او دائري........
* لاحظ ان عزم الازدواج يعتمد على الزاوية المحصوره بين غ والعمودي على مستوى الملف حيث :-
1- اذا كان غ متعامدا مع مستوى الملف θ = صفرا وبالتالي عزم الازدواج = صفر.
2- اذا كان غ يوازي مستوي الملف فان θ = 90 فان عزم الازدواج اكبر ما يمكن .
* يطلق على الكمية ( ن ت أ ) اسم عزم ثنائي الاقطاب المغناطيسي او عزم الثنائي قطبي المغناطيسي للملف اي:
P = ن ت أ حيث P عزم الثنائي قطبي المغناطيسي .
وحدة قياس P : أمبير . م2
* عزم ثنائي القطبيه المغناطيسي كمية متجهة تحدد مقدارا واتجاها .
الاتجاه : بإستخدام قاعدة اليد اليمنى المقبوضه : ت : اتجاه دوران الاصابع ، P : اتجاه الابهام .
من التطبيقات العملية على عزم الازدواج :-
أ- المحرك الكهربائي ب - الجلفانوميتر
تطبيقات على عزم الازدواج
أ-المحرك الكهربائي
وظيفته: تحويل الطاقه الكهربائيه الى طاقة حركية كما في الغسالة والخلاط والمكنسه الكهربائيه .
بعض المحركات تعمل بالتيار المتناوب وبعضها يعمل بالتيار المستمر وبعضها يعمل على كلا النوعين .
تركيب المحرك الكهربائي
يبين الشكل الأجزاء التي يتكون منها المحرك الكهربائي ، وهي :-
* قطبي مغناطيس ثابت .
* ملف يتكون من عدد من اللفات وقابل للدوران حول محور وموضوع بين قطبي المغناطيس .
* نصفا حلقه فلزيه ( مبدل ) : يلعب دورا بارزا في ع(((((( اتجاه التيار المار في الملف كل نصف دوره ويتصل بطرفي الملف .
* فرشاتان كربونيتان : قطعتان ثابتتان ، يتماس معهما المبدل أثناء دورانه مع الملف ،وتمثلان المدخل والمخرج للتيار المار في الملف .
* مصدر للتيار الكهربائي المستمر ( بطاريه مثلا ).
مبدأ عمل المحرك
أ- عند إغلاق المفتاحوسريان التيار الكهربائي في الشكل يسري التيار الكهربائي في ملف المحرك من أ الى ب الى جــ الى د ، فيتأثر الملف بإزدواج يعمل على تدويره ربعدوره مع عقارب الساعه ،ويدور مع الملف المبدل الذي يتصل به .



ب- عندما يصبح مستوى الملف عموديا على اتجاه المجال المغناطيسي ، لا يتأثر بعزم ازدواج ، إلا ان الملف يجتاز هذا الوضع بفعل قصوره الذاتي ، فهو يمتلك طاقة حركة وسرعة نتيجة دورانه .
ج- بإجتياز الملف وضعه العمودي يعود التماس بين الفرشاتين والمبدل مع الفرشاة ( هـ ) والجزء ( هـ ) من المبدل على الفرشاة ( و ) وبذلك يكون المبدل قد ع(((((( اتجاه التيار في القطعتين أب ، جـ د كمافي الشكل ( 3 ) السابق ، تتأثر القطعة ( أب ) بقوة مغناطيسيه اتجاهها الى خارج الورقه ، في حين تتأثر القطعة ( جـ د ) بقوة مغناطيسيه اتجاهها الى داخل الورقة ، اي يتأثر الملف بإزدواج يعمل على تدويره مع عقارب الساعه ، وبذلك يستمر الملف بالدوران مع عقارب الساعه ، ويكون قد حول الطاقة الكهربائيه الى طاقه حركيه يستفاد منها في الكثير من المجالات .
علل :-
* يصنع المحرك الكهربائي من ملفات عدة ، بحيثيصنع مستواها زوايا مختلفة مع المجال المغناطيسي .
تستخدم للمحرك عدة لفات في عدةمستويات بينها زوايا متساوية وذلك لتعمل مستوياتها زوايا مختلفة مع المجال المغناطيسي بحيث اذا ضعف عزم الازدواج في ملف فانه يزداد في الاخر ممايعطي المحرك قوة اكبر وسرعة دورانيه ثابته .
* لا تكون سرعة الملف ثابته
وذلك لتغير الزاويه بين المجال والعمودي على مستوى الملف وعزم الازدواج يعتمد على هذه الزاوية حيث عزم الازدواج = ن ت أ غ جاθ .
* يستمر الملف في دوراته عندما يكون مستواه عموديا على المجال بالرغم من انعدام عزم الازدواج .
وذلك بسبب القصور الذاتي " ممانعة الاجسام للتغير في حالتها الحركية " يستمر الملف في الدوران .
الجلفانوميتر
جهاز يستخدم للكشف عن التيارات الكهربائية الصغيرة ،ويستخدم لقياس التيار عند وصله مع مقاومة على التوالي ، او يستخدم لقياس فرق الجهد عندوصله مع مقاومة على التوازي ، ويبين الشكل التالي تركيبا مبسطا للجلفانوميتر ، اذ يتكون من ملف خفيف ملفوف على إطار من الحديد الرقيق ،ومثبت بوساطة زمبرك على محور قابل للدوران حوله ، ويتصل به مؤشرخفيف من الالمنيوم يدل على تدريج مناسب ، يوجد الملف داخل منطقة مجال مغناطيسي منتظم بحيث يكون مستوى الملف دائما موازيا لاتجاه المجال المغناطيسي ( θ = 90 ) .
عند مرور تيار كهربائي في ملف الجلفانوميتر يتأثر بإزدواج يعمل على تدويره بزاويه ( Ф ) تتناسب مع مقدار شدة التيار الكهربائي المار فيه حسب العلاقه ( عزم الازدواج ( P ) = ن أ ت خ جاθ ) ويعمل الزمبرك عمل عزم دوراني معيد ، مما يؤدي الى اتزان ملف الجلفانوميتر، فيشير المؤشر الى تدريج مناسب يدل على شدة التيار الكهربائي المار في الملف .
القوة المتبادلة بين سلكين طويلين جدا ( لا نهائيين ) يسري في كليهما تيار كهربائي
اذا وضع سلكان لانهائيين بشكل متواز فان كل من السلكين يولد مجالا مغناطيسيا عند الاخر عند مرور تيار كهربائي في كل منهما .
فالتيار المار في السلك الاول ( ت1 ) يولد مجالا مغناطيسيا ( غ1 ) يؤثر على السلك الثاني ( ت2 ) فيتأثر السلك( ت 2 ) بقوة ( ق ) ،كذلك السلك ( ت 2 ) يولد مجالا مغناطيسيا ( غ2 ) يؤثر على السلك ( ت1 ) فيتأثر السلك ( ت1 ) بقوة ( ق ).

* اذا كان التياران بنفس الاتجاه تكون القوة المتبادلة تجاذب . واذا كان التياران متعا((((((ان في الاتجاه تكون القوة المتبادلة تنافر .
لحساب القوة المؤثرة على جزء طوله ( ل ) من السلك
ق = ت2 ل غ1 جا90 = ت2 ل ( µ0 ت1 / 2¶ ف )
اذن ق = ( ت1 ت2 ل / 2¶ ف )* (µ0 ) بوحدة نيوتن
حيث ق : مقدار القوه التي يؤثر بها احد السلكين على الاخر .
ت1 : شدة التيار في السلك الاول
ت2 : شدة التيار في السلك الثاني
ف : البعد الرأسي بين السلكين
ل : طول السلك المتأثر والمراد ايجاد القوه المؤثرة عليه .
اذا كان السلكان لانهائيان فان القوة التي تؤثر على وحدة الأطوال ( ل = 1 م ) تعطى بالعلاقه :-
ق = ( ت1 ت2 / 2¶ ف )* (µ0 ) نيوتن / م
يعرف الأمبير حسب العلاقه السابقه على انه :-
شدة التيار الذي اذا سرى في موصليين طويلين جدا ومتوازيين موضوعين في الفراغ والبعد بينهما 1 م كانت القوة المتبادلة بينهما 2 * 10-7 نيوتن / م
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
نجمة المساء
عضو متميز
عضو متميز


كيف تعرفت علينا: من جوجل
انثى
العذراء الكلب
عدد آلمُشآإركآإت-~: : 253
التقييم: 269
:: العمر ::: : 19

مُساهمةموضوع: رد: مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي   الثلاثاء ديسمبر 13, 2011 9:41 pm

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
♫ Shine Star
عـــضــو مبدع
عـــضــو مبدع


كيف تعرفت علينا: من صديق/ة
انثى
الحمل الثور
عدد آلمُشآإركآإت-~: : 304
التقييم: 371
:: العمر ::: : 17

مُساهمةموضوع: رد: مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي   الخميس يناير 26, 2012 5:46 pm

يعطيكي ألف عافية شكرا.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
RaMa ٩(●̮̮̃•̃)۶
عضو بدأ يتطور
عضو بدأ يتطور


كيف تعرفت علينا: من جوجل
انثى
الحمل الكلب
عدد آلمُشآإركآإت-~: : 144
التقييم: 160
:: العمر ::: : 20

مُساهمةموضوع: رد: مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي   الخميس يناير 26, 2012 9:47 pm

يسلموووووووووووووووووو
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 

مفاهيم اساسية في المجال المغناطيسي

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات شباب وصبايا نابلس ::  :: -