• الحث المغناطيسي لملف حلزوني ومرور التيار فيه

    الفريد في الفيزياء
    الحث المغناطيسي لملف حلزوني ومرور التيار فيه

    نتابع في هذا الفصل خصائص المجالات المغناطيسية الناشئة عن تيار كهربائي ، لكننا سنقفز عن فصل " مجال ناشئ عن سلك دائري " ، وله أولوية ، إلى الفصل الحالي الذي يتحدث عن " تيار ملف حلزوني " لأن فهم الأخير يسهل فهمنا للأول .
    نقصد بملف حلزوني ( Coil ) لفات من سلك معزول تم لفها على ورق مقوى بجانب بعضها بعضاً وتشكل في مجموعها أسطوانة ( شكل (1) ) إذا سرى تيار في اللفات وقربنا منها بوصلة فإن ما نلاحظه انحراف إبرة البوصلة دلالة على أن التيار الكهربائي أحدث مجالاً مغناطيسياً حوله . شكل (1)إن أول ما نعمله بعد معرفتنا بوجود المجال هو محاولة تخطيطه بواسطة بُرادة الحديد . سيفاجئنا المجال في شكله الذي لم نكن نتوقعه لكننا سنجد أنه مألوف لدينا ( شكل (2) ). إن معلومات الدارس تكفيه ليتذكر أن مجال الملف يشبه في شكله العام مجال مغناطيس دائم . شكل (3) يبين الاثنين معاً للمقارنة .

    ملف حلزوني ـ محث



    خطوط المجال المغناطيسي التي تحيط بملف حلزوني يمر فيه تيار ( ت )


    محث حلزوني محث حلزوني

    تشابه المجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم دائم والمجال المغناطيسي لتيار يمر في ملف حلزوني ( اليسار ).

    ماذا عن الحسابات المتعلقة بشدة المجال ( غ ) الناشئ عن تيار ملف . ستبين لنا بالتجارب المخبرية أن المجال داخل الملف هو مجال منتظم وأنه ضعيف عند نقاط قريبة من اللفات مثل النقطة ( أ ) في شكل (2). يمكننا بقليل من الصبر حساب قيمة المجال ( غ ) المنتظم ، لكننا سنترك للدارس فرصة ليشتق المعادلة المطلوبة بعد أن نعرض له مقدمة لطريقة سهلة تدخل فيها الحسابات الجبرية .



    الحث المغناطيسي لملف حلزوني
    الملف الحلزوني عبارة عن ملف لفاته متقاربة وعدد لفاته ( N ) وطوله ( ℓ ) ويمر به تيار كهربي شدته (I ) ففي هذه الحالة يكون الملف الحلزوني وكانه مغناطيس طويل له قطبان احدهما شمالي والاخر جنوبي ويتوقف نوع القطب واتجاه المجال على اتجاه التيار في الملف .
    والمطلوب تعيين الحث المغناطيسي (B ) على محور الملف الحلزوني:
    1ـ يتناسب الحث المغناطيسي (B ) طرديا مع كل من شدة التيار (I ) وعدد لفات الملف (N)
    2ـ يتناسب الحث المغناطيسي (B ) عكسيا مع طل الملف ( ℓ )
    وهذا يمكن تمثيل ذلك رياضيا:    

    ملف محث

    حيث ان: B α I

    وايضا B α N

    وكذلك 



    فتكون العلاقة هي:
    ومنها تكون ....  
    محاثة

    ويمكن الاشارة الى ان النسبة بين عدد اللفات الى طول الملف تسمى عدد اللفات لوحدة الاطوال ( n)
    حيث:

    فتكون العلاقة بالشكل:
    ** ملحوظة هامة:

    يختلف حساب الحث المغناطيسي (B ) باختلاف موقع النقطة على محور (او طول) الملف الحلزوني:

    1ـ الحث المغناطيسي عند منتصف الملف هو:

    الملف الحثي

    2ـ الحث المغناطيسي عند احد طرفي الملف هو:

    الملف الحثي


    ·       مثال:
         ملف حلزوني طويل عدد لفاته 200 لفة في السنتيمتر يحمل تيارا مقداره 1.5 A  احسب الحث المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي: أ) عند منتصف الملف         ب) عند احد طرفي الملف.

    الملف الحثي
    ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
    يمكنكم من الصفحة التالية تحميل :
    جميع الحقوق محفوظة لــ الفريد في الفيزياء 2018 ©