التيار الكهربائي والمغناطيسية

التيار الكهربائي والمغناطيسية

• حركة الشحنات الكهربائية مثل الإلكترونات حول النواة تولد مجالًا مغناطيسيًا.
• عند مرور تيار كهربائي في السلك، ينشأ مجال مغناطيسي حول السلك.
• عند مرور تيار كهربائي في ملف، يتشكل مجال مغناطيسي قوي نتيجة اتحاد المجالات المغناطيسية للفاته.
• عندما يكون الملف حول قضيب حديدي، يتمغنط الحديد وتزداد شدة المجال المغناطيسي، ويسمى الملف مغناطيسًا كهربائيًا.
• تذكر: التيار الكهربائي هو شحنات متحركة.
• المغناطيس الكهربائي: سلك يلف حول قلب حديدي، ويسري به تيار كهربائي.

التحكم في المغناطيس الكهربائي

• يمكن التحكم في تشغيل وإيقاف المجال المغناطيسي للمغناطيسات الكهربائية بالتحكم في مرور التيار الكهربائي.
• يمكن التحكم في قوة واتجاه المجال المغناطيسي بالتحكم في مقدار واتجاه التيار الكهربائي.
• التحكم في المغناطيس الكهربائي يجعله عمليًا، ويمكن استخدامه في تطبيقات عديدة منها الجرس الكهربائي.

آلية عمل الجرس الكهربائي

• عند الضغط على الزر (المفتاح)، تُغلق الدائرة فيعمل المغناطيس.
• يجذب المغناطيس رافعة حديدية في نهايتها مطرقة صغيرة.
• تطرق المطرقة الناقوس فتبتعد الرافعة عن نقطة التوصيل وتفتح الدائرة الكهربائية ويتوقف المغناطيس عن العمل.
• يقوم النابض بإعادة الرافعة إلى نقطة التوصيل فيعود المغناطيس للعمل، وتتكرر هذه الخطوات ويستمر ضرب المطرقة بالناقوس ما دام الزر مضغوطًا.

التجاذب و التنافر المغناطيسي

• يتجاذب سلكان كالأقطاب المغناطيسية المختلفة تمامًا، لأن كلا منهما يتأثر بقوة ناتجة عن المجال المغناطيسي لتيار الآخر.
• إذا كان تيارا السلكين بنفس الاتجاه فإنهما يتجاذبان، وإذا كان اتجاه التيارين مختلفين فإنهما يتنافران.
• عند وضع سلك يحمل تيارًا كهربائيًا في مجال مغناطيسي فإنه يتأثر بقوة، وتتحول الطاقة الكهربائية في السلك إلى طاقة حركية تُحركه.

تطبيقات المغناطيس الكهربائي

• من التطبيقات: المحرك الكهربائي، والجلفانومتر.

المحرك الكهربائي

• جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى حركية.
• للمحافظة على دوران المحرك يصنع السلك الذي يسري فيه التيار على شكل حلقة تدور تحت تأثير المجال المغناطيسي.

الجلفانومتر ذو الملف المتحرك

• يستخدم في أجهزة كثيرة مثل مؤشر الوقود في السيارة، والأميتر، والفولتميتر، والملتمتر.
• يوجد في الجلفانومتر مؤشر يتصل مع ملف قابل للدوران بين قطبي مغناطيس دائم.
• عند سريان التيار في الملف يصبح الملف مغناطيسا كهربائيًا.
• تنشأ قوى تجاذب وتنافر مع أقطاب المغناطيس الدائم تؤدي إلى دوران الملف بمقدار يتناسب مع التيار الكهربائي المار فيه.
• يُستخدم جلفانومتر صغير في عداد الوقود بالسيارة، يعمل على تحريك إبرة العداد كلما تغيرت كمية الوقود.
• يتغير التيار الكهربائي المار في ملف الجلفانومتر بتغير مستوى الوقود في خزان السيارة.

الأميتر والفولتميتر

• الأميتر (مقياس شدة التيار): يتركب من جلفانومتر ومقاومة صغيرة جدًا، يوصل في الدائرة على التوالي، ويزداد انحراف المؤشر بزيادة التيار.
• الفولتميتر (مقياس فرق الجهد): يتركب من جلفانومتر ومقاومة كبيرة جدًا، يوصل في الدائرة على التوازي، ويزداد انحراف المؤشر بزيادة فرق الجهد.
• الملتمتر جهاز يعمل عمل الفولتميتر والأميتر؛ وذلك بتبديل الوضع بينهما باستخدام مفتاح خاص.