Physics - Magnetic Field Effects on Electric Current PDF

‫ُ‬ ‫المغناطيسي‬ ‫الحقل‬ ‫فعل‬ ‫ِ‬ ‫ّ‬ ‫الكهربائي‬ ‫في الت ّيار‬ ‫ّ‬ ‫‪2‬‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫المؤثِّر َة على‬ ‫يتعر ُ‬ ‫ف الق َّو َة ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫تحر ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫كة‬ ‫شحنة كهربائي ّ ٍة مُ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫منطقة يسودُها حق ٌل‬ ‫في‬ ‫مغناطيسي‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫عناصر القوَّة‬ ‫حددُ‬ ‫َ‬ ‫ِّ‬ ‫المؤثرة في‬ ‫المغناطيسي...

‫ُ‬ ‫المغناطيسي‬ ‫الحقل‬ ‫فعل‬ ‫ِ‬ ‫ّ‬ ‫الكهربائي‬ ‫في الت ّيار‬ ‫ّ‬ ‫‪2‬‬ ‫اﻫﺪاف‪:‬‬ ‫المؤثِّر َة على‬ ‫يتعر ُ‬ ‫ف الق َّو َة ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫تحر ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫كة‬ ‫شحنة كهربائي ّ ٍة مُ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫منطقة يسودُها حق ٌل‬ ‫في‬ ‫مغناطيسي‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫عناصر القوَّة‬ ‫حددُ‬ ‫َ‬ ‫ِّ‬ ‫المؤثرة في‬ ‫المغناطيسيّة ُ‬ ‫ٍ‬ ‫تحركة‪.‬‬ ‫شحنة كهربائي ّ ٍة مُ ِّ‬ ‫ٍ‬ ‫تأثير الحق ِل‬ ‫ح‬ ‫شر ُ‬ ‫بتجربة َ‬ ‫٭ ٭يَ َ‬ ‫المغناطيسي في التيّار‬ ‫ّ‬ ‫الكهربائي‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫٭٭ ِ‬ ‫يستنت ُج العبار َة ال ّشعاعيّة للقوَّة‬ ‫الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫٭ ٭ي ُ ِّ‬ ‫عناصر القوَّة‬ ‫حددُ‬ ‫َ‬ ‫الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫٭٭ ِ‬ ‫يستنت ُج عالقةَ عم ِل القوَّة‬ ‫الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫ف تطبيقا ِ‬ ‫ت الق َّو ِة‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫الكهرطيسيّة في ِ‬ ‫حياته‬ ‫اليوميّة‪.‬‬ ‫جهاز منتقي‬ ‫ف‬ ‫َ‬ ‫يتعر ُ‬ ‫٭٭ ّ‬ ‫السرعات‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﻴﺔ‪:‬‬ ‫٭ ٭ق َّوةُ لورنز‬ ‫٭ ٭نظريَّة ُ مكسويل‬ ‫مقياس غلفاني‬ ‫٭٭‬ ‫ُ‬ ‫دوالب بارلو‬ ‫٭٭‬ ‫ُ‬ ‫‪88‬‬ ‫ِ‬ ‫ِ َّ‬ ‫ـي‪ ،‬وتســتخدم ٌ فيــه‬ ‫يعـ ّد َّ‬ ‫ـي مــن أحــدث تقنيــات التصويــر الطبّـ ّ‬ ‫الرنيــن المغناطيسـ ّ‬ ‫حقــو ٌل مغناطيســيّة فــي تصويــر األنســجة الدّاخليــة للجســم بصــور ٍة مُفصَّ لــة‪.‬‬ ‫القوة املغناطيس ّية‪:‬‬ ‫َّ‬ ‫أجرب وأستنتج‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫المواد الالزمة‪ :‬دارةُ أنبــو ِ‬ ‫ب توليــ ِد األشــ ّعة المهبطيّــة –‬ ‫مغناطيــس مُســتقيم‪.‬‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫‪1 .1‬أص ُل دار َة أنبو ِ‬ ‫ب تولي ِد األش ّعة المهبطيّة‪.‬‬ ‫ـق الـدّارة لتتولّــد حزمـة ٌ إلكترونيّــة في أنبــو ِ‬ ‫ب األشـ ّعة المهبطيّة‪،‬‬ ‫‪2.2‬أغلـ ُ‬ ‫وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ شـ ّك َل مســا ِر الحزمـ ِـة اإللكترونيّة‪.‬‬ ‫ـار‬ ‫ـب ال ّشــمالي لمغناطيـ ٍ‬ ‫ب القطـ َ‬ ‫‪3.3‬أقـ ّـر ُ‬ ‫س مــن الحزمــة‪ ،‬وأراقـ ُ‬ ‫ـب مسـ َ‬ ‫الحزمـ ِـة اإللكترونيّــة‪ ،‬مــاذا أ ُ ِ‬ ‫الحـ ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫الجنوبي للمغناطيس‪ ،‬ماذا أ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫القطب‬ ‫ب‬ ‫َّ‬ ‫َ‬ ‫أقر ُ‬ ‫‪ّ 4 .4‬‬ ‫النتائج‪:‬‬ ‫ِّ‬ ‫تحركــة‬ ‫الجســيمات المشــحونة المُ ِّ‬ ‫ـي فــي ُ‬ ‫•يؤثـ ُـر الحقـ ُل المغناطيسـ ّ‬ ‫الجســيمات‪.‬‬ ‫ضمــنَ المنطقــة التــي يســودُها الحقـ ُل بقـ َّو ٍة مغناطيســيّة‪ ،‬حيـ ُ‬ ‫ث تُغيِّـ ُـر هــذه القـ َّوة مــن مســا ِر حركـ ِـة هــذه ُ‬ ‫•تتغيّر جهة ُ انحرا ِ‬ ‫المغناطيسي المُؤثِّر‪.‬‬ ‫الج َسيمات المشحونة بتغي ُّ ِر جهة الحقل‬ ‫ف مسار ُ‬ ‫ّ‬ ‫الم ِّ‬ ‫ُ‬ ‫القوة المغناطيس ّية‬ ‫شدة‬ ‫ؤثرة في ّ‬ ‫َّ‬ ‫العوامل ُ‬ ‫أثبت َ ِ‬ ‫ت الت َّ‬ ‫تتناسب طَردا ً مع‪:‬‬ ‫جارب أ ّن هذه القوَّة‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫‪1 .1‬مقدا ِر ال ُّ‬ ‫تحركة ‪. q‬‬ ‫الم ِّ‬ ‫شحنة ُ‬ ‫‪2.2‬ش ّد ِة الحقل‬ ‫المؤثِّرة ‪B‬‬ ‫المغناطيسي ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪ِ 3.3‬‬ ‫سرعة ال ُّ‬ ‫شحنة ‪v‬‬ ‫عاع سرعة ال ُّ‬ ‫المغناطيسي ) ‪. ic = (v c, Bv‬‬ ‫عاع الحق ِل‬ ‫‪ sin i 4 .4‬حي ُ‬ ‫شحنة‪ ،‬و ُش ِ‬ ‫بين ُش ِ‬ ‫ث ‪ i‬هي الزَّاوية َ‬ ‫ّ‬ ‫نكتب‪:‬‬ ‫يمكن أن‬ ‫بناء ً على ما تق ّدمَ‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫‪F = qvB sin i‬‬ ‫وتكو ُن العبارةُ ال ُشعاعيّة للقوَّة المغناطيسيّة‪:‬‬ ‫‪v = qvv / B‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪89‬‬ ‫المغناطيسية‪:‬‬ ‫القوة‬ ‫عاع‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫ُ‬ ‫عناصر ُش ِ‬ ‫‪1 .1‬نقطة ُ التأثير‪ :‬ال ُّ‬ ‫تحركة‪.‬‬ ‫الم ِّ‬ ‫شحنة ُ‬ ‫الم َّ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫عاع الحق ِل‬ ‫عاع ّ‬ ‫السرعة و ُش ِ‬ ‫حدد ب ُش ِ‬ ‫المستوي ُ‬ ‫‪2.2‬الحام ُل‪ :‬عموديٌّ على ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪3.3‬الجهةُ‪ :‬ت َّ‬ ‫ُحددُ بقاعد ِة اليد اليُمنى وفق اآلتي‪:‬‬ ‫ش ِ‬ ‫ِ‬ ‫سرعة ال ُّ‬ ‫تحركة‪.‬‬ ‫ع‬ ‫الساع َد يوازي ُشعا َ‬ ‫الم ِّ‬ ‫•نجع ُل ّ‬ ‫حنة ُ‬ ‫ِ‬ ‫س ِ‬ ‫السرعة لل َّ‬ ‫السرعة لل َّ‬ ‫الم ِ‬ ‫وجبة‪.‬‬ ‫شحنات السَّ البة‪،‬‬ ‫•‬ ‫األصابع بعك ِ‬ ‫عاع ُّ‬ ‫عاع ُّ‬ ‫ُ‬ ‫وبجهة ُش ِ‬ ‫جهة ُش ِ‬ ‫شحنات ُ‬ ‫ِ‬ ‫الكف‪.‬‬ ‫راحة‬ ‫المغناطيسي من‬ ‫ع الحقل‬ ‫•‬ ‫يخرج ُشعا ُ‬ ‫ّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫•يشير اإلبهام ُ إلى ِ‬ ‫جهة القوَّة المغناطيسيّة‪.‬‬ ‫ُ‬ ‫‪4 .4‬ال ِّ‬ ‫ش َّدة‪F = qvB sin i :‬‬ ‫مغناطيسي ُم َ‬ ‫ُ‬ ‫نتظم‪:‬‬ ‫يم مشحو ٍن (إلكترون) يف حق ٍل‬ ‫دراسة حرك ِة ُج َس ٍ‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫ملفي هلمهولتز‪:‬‬ ‫تجربة‬ ‫ب َّ‬ ‫المجا ِور‪.‬‬ ‫‪1 .1‬أركِّ ُ‬ ‫المبيَّنة بال ّشكل ُ‬ ‫الدارة ُ‬ ‫ت وأ ُ ِ‬ ‫‪2.2‬أولّــد حزمــةً مــن اإللكترونــا ِ‬ ‫الحــ ُ‬ ‫مســار‬ ‫ظ‬ ‫َ‬ ‫الحزمــة‪.‬‬ ‫أغلق دار َة الملفَّين‪ ،‬ماذا أ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫‪ُ 3.3‬‬ ‫ـار فــي الملفَّيــن‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ـ ُ‬ ‫ظ‬ ‫‪4 .4‬أغيّـ ُـر مــن ش ـدّة التيّــار المـ ّ‬ ‫ـار الحزمــة‪ ،‬مــاذا أ ُ ِ‬ ‫الح ـ ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫مسـ َ‬ ‫النتائج‪:‬‬ ‫ار ذاته‪.‬‬ ‫•جهاز ٌ يولِّ ُد حقلَ‬ ‫مغناطيسي ُمنتظَم ٍ بينَ ملفَّين دائري َّين ُمتوازي َّين ُّ‬ ‫يمر فيهما التيّ ُ‬ ‫ّ‬ ‫ِّ‬ ‫ـي المُنتظَــم فــي الحزمــة اإللكترونيّــة بقــوة مغناطيســيّة‪ ،‬تكــونُ دائمـاً عموديّـ ًة علــى شُــعاع‬ ‫•يؤثـ ُـر الحقـ ُل المغناطيسـ ّ‬ ‫ـارع ًا ثابِ ت ـ ًا يُ ِ‬ ‫ســرع ِتها‪ ،‬أي أنَّهــا ِ‬ ‫ث‬ ‫الســرعة وبالتّالــي تكــونُ حركتُهــا دائريّـ ًة ُمنتظَمــة‪ ،‬حي ـ ُ‬ ‫عام ـ ُد شُــعاع َ ّ‬ ‫ـب تسـ ُ‬ ‫تكتسـ ُ‬ ‫‪v‬‬ ‫ـار ِع جــاذ ٍ‬ ‫الســرعة ال فــي‬ ‫ـزي) أي يحــد ُ‬ ‫ب مركـ ّ‬ ‫ث تغيُّـ ٌـر فــي حام ـلِ وجهـ ِـة شُــعا ِع ّ‬ ‫‪( v 9 B‬ألنَّهــا خضعَــت لتسـ ُ‬ ‫مقدا ِرهــا‪.‬‬ ‫‪0‬‬ ‫ـن‬ ‫اسـ‬ ‫ُ‬ ‫الم ِّ‬ ‫الدائـ ّ‬ ‫المســار ّ‬ ‫ـد اإللكترونـ ِ‬ ‫ـري ألحـ ِ‬ ‫ـة نصـ ِ‬ ‫ـتنتاج عالقـ ِ‬ ‫تحركــة ضمـ َ‬ ‫ـات ُ‬ ‫ـف قطـ ِـر َ‬ ‫ـث‪v :‬‬ ‫الم َ‬ ‫ـودها الحقـ ُ‬ ‫نتظــم حيـ ُ‬ ‫‪v9B‬‬ ‫ـة التــي يسـ ُ‬ ‫المنطقـ ِ‬ ‫ـي ُ‬ ‫ـل المغناطيسـ ّ‬ ‫قو ِة ثقله‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫يخضع اإللكترو ُن لتأثي ِر القوَّة المغناطيسيّة فقط بإهما ِل ّ‬ ‫‪| Fv = m av‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪v = m e av‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪v = m e av‬‬ ‫‪vev / B‬‬ ‫‪e‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪av = m e v / B‬‬ ‫‪90‬‬ ‫ِ‬ ‫وبحس ِ‬ ‫عاعي فإ ّن ‪ ، av 9 v‬وبالتّالي الحركة ُ دائريّة ٌ مُنتظَمة‬ ‫ب خوا ّ ِ‬ ‫ص الجداء ال ُش ّ‬ ‫‪F = Fc‬‬ ‫‪ev B = m e a c‬‬ ‫‪v2‬‬ ‫‪ev B = m e r‬‬ ‫‪mv‬‬ ‫‪r = eBe‬‬ ‫المطلَقــة لشـ ِ‬ ‫ـحنة اإللكتــرون‪ .‬و ‪ B‬ش ـدّة ُشــعاع‬ ‫حي ـ ُ‬ ‫ث ‪ m e‬كتل ـة ُ اإللكتــرون‪ ،‬و ‪ v‬ســرعة ُ اإللكتــرون‪ ،‬و ‪ e‬القيم ـة ُ ُ‬ ‫ِ‬ ‫دور حركــة اإللكتــرون‬ ‫ـي‪ .‬ويكــون ُ‬ ‫الحقــل المغناطيسـ ّ‬ ‫‪2rr‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪2rm e‬‬ ‫‪T = eB‬‬ ‫=‪T‬‬ ‫القو ُة الكهرطيس ّية‪:‬‬ ‫َّ‬ ‫تجرب ة‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫ِ‬ ‫السلك المو َّ‬ ‫ضحة بال ّشكل‬ ‫ّب دار َة‬ ‫تجربة ِّ‬ ‫‪1 .1‬أرك ُ‬ ‫‪2.2‬أغلــق الــدّار َة وأ ُ ِ‬ ‫ظ زاويــةَ انحــرا ِ‬ ‫الحــ ُ‬ ‫الســلك عــن ال ّشــاقول‪ ،‬وجهــة‬ ‫ف ّ‬ ‫االنحــراف‪.‬‬ ‫أعكــس جهــةَ التيّــار‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫ظ زاويــةَ انحــرا ِ‬ ‫الحــ ُ‬ ‫الســلك عــن ال ّشــاقول‪،‬‬ ‫‪3.3‬‬ ‫ف ّ‬ ‫ُ‬ ‫وجهــة االنحــراف‪.‬‬ ‫أعكس جهةَ الحق ِل المغناطيسي‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫ظ زاويةَ انحرا ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫السلك عن ال ّشاقول‪ ،‬وجهة االنحراف‪.‬‬ ‫‪4 .4‬‬ ‫ف ّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪5.5‬أزي ُد ش ّد َة التيّار‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ زاويةَ االنحراف‪.‬‬ ‫‪6.6‬أزي ُد ش ّد َة الحق ِل المغناطيسي‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ زاويةَ االنحراف‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫النتائج‪:‬‬ ‫السلك النّاقل بق َّو ٍة ثابِ تة تُسمَّى الق َّوة الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫•يؤثِّ ُر الحق ُل‬ ‫المغناطيسي في ّ‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫•تتعل ّ ُق جهة ُ الق َّوة الكهرطيسيّة ِ‬ ‫المغناطيسي المُؤثِّرة‪.‬‬ ‫بجهة التيّار‪،‬‬ ‫وجهة شُعا ِع الحقلِ‬ ‫ّ‬ ‫‪91‬‬ ‫ِ‬ ‫•تــزدادُ شـ ّدةُ القـ َّوة الكهرطيســيّة بزيـ ِ‬ ‫ـادة ٍّ‬ ‫ـي المُؤثِّــرة‪،‬‬ ‫كل مــن‪ :‬شـ ّد ِة التيّــار المــا ِّر ِّ‬ ‫بالســلك‪ ،‬وشـ ّدة الحقــل المغناطيسـ ّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ث ‪ i‬الزَّاويــة الكا ِئنــة‬ ‫ـق بـــ ‪ sin i‬حي ـ ُ‬ ‫ـي‪ ،‬وتتعلّـ ُ‬ ‫وطــول الجــزء مــن النّاقــل المُســتقيم ِ الخاض ـ ِع للحقــل المغناطيسـ ّ‬ ‫ـي المُؤثِّــر‪.‬‬ ‫بيــنَ النّاقـلِ المُســتقيم‪ ،‬وشُــعا ِع الحقـلِ المغناطيسـ ّ‬ ‫القو ِة الكهرطيس ّية‬ ‫عبارة‬ ‫استنتاج‬ ‫ُ‬ ‫َّ‬ ‫ِ‬ ‫حصلــة القــوى‬ ‫إ ّن الحق ـ َل‬ ‫ـي بق ـوَّة كهرطيســية ت ُســاوي مُ ِّ‬ ‫ـي يؤثِّـ ُـر فــي ِّ‬ ‫الســلك الــذي يمـ ُّـر فيــه تيّـ ٌ‬ ‫ـار كهربائـ ّ‬ ‫المغناطيسـ ّ‬ ‫ِّ‬ ‫ِ‬ ‫الســلك (اإللكترونــات)‪.‬‬ ‫تحركــة داخ ـ َل ِّ‬ ‫الم ِّ‬ ‫المؤثــرة فــي ال ّشــحنات ُ‬ ‫المغناطيس ـيَّة ُ‬ ‫ض َّ‬ ‫مقطعــه ‪ ، s‬والكثافــةَ الحجميّــة لإللكترونــا ِ‬ ‫ِ‬ ‫ت‬ ‫الســلك ‪ ، L‬ومســاحةَ‬ ‫أن طــو َل ِّ‬ ‫بفــر ِ‬ ‫َّ‬ ‫الحــرة فيــه ‪ ، n‬يكــو ُن عــددُ‬ ‫اإللكترونــا ِ‬ ‫الحــرة ‪ : N = nsL‬‬ ‫ت‬ ‫َّ‬ ‫ت الحـ َّـر َة تتحـ َّـر ُك بسـ ٍ‬ ‫الســلك فــإ ّن اإللكترونــا ِ‬ ‫وعن ـ َد تطبيــق فــر ِ‬ ‫ـع هــذه‬ ‫ـن طرفَــي ِّ‬ ‫ـرعة ثابتـ ٍـة ‪ ، v‬وتخضـ ُ‬ ‫ق كمــو ٍن بيـ َ‬ ‫ـات إلــى تأثيـ ِر القـ َّو ِة المغناطيســيّة‪ ،‬فتكــو ُن القـ َّوةُ الكهرطيســيّة مُســا ِويةً جــداء َ عــد ِد اإللكترونــا ِ‬ ‫ت فــي القـوَّة‬ ‫اإللكترونـ ُ‬ ‫المغناطيســيّة‪ ،‬أي‪:‬‬ ‫‪F = n s Lev B sin i‬‬ ‫‪L‬‬ ‫لكن‪, N = nsL :‬‬ ‫‪Dt‬‬ ‫=‪v‬‬ ‫‪Ne‬‬ ‫)‪(LB sin i‬‬ ‫‪Dt‬‬ ‫=‪F‬‬ ‫ولدينا‪q = Ne :‬‬ ‫‪q‬‬ ‫ولكن‪:‬‬ ‫‪Dt‬‬ ‫‪q‬‬ ‫)‪(LB sin i‬‬ ‫‪Dt‬‬ ‫=‪F‬‬ ‫=‪I‬‬ ‫وبالتالي‪:‬‬ ‫‪F = I L B sin i‬‬ ‫بيــن ‪ B‬و ‪I L‬‬ ‫الســلك‪،‬‬ ‫ويســمى ال ُّشــعاع ‪ IL‬ب ُشــعاع التيّــار‪ ،‬الــذي حاملــه ِّ‬ ‫حيــ ُ‬ ‫ّ‬ ‫ث ‪ i‬هــي الزَّاويــة المحصــورة َ‬ ‫المعبِّــرة عــن ش ـدّة الق ـوَّة الكهرطيســيّة‪.‬‬ ‫وجهتــه بجهــة التيّــار‪ .‬وهــي العالقــة ُ‬ ‫ب العبارةُ ال ُّشعاعيّة للق َّوة الكهرطيسيّة بال َّشكل‬ ‫وتُكت َ ُ‬ ‫‪92‬‬ ‫‪v = IL‬‬ ‫‪v /B‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪F‬‬ ‫المغناطيسية‪:‬‬ ‫القوة‬ ‫عاع‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫ُ‬ ‫عناصر ُش ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫الخاضــع للحقــ ِل‬ ‫المســتقيم‬ ‫ــف‬ ‫‪1 .1‬نقطــة ُ التأثيــر‪ :‬مُ َ‬ ‫نتص ُ‬ ‫الجــزء مــن النّاقــل ُ‬ ‫المنتظَــم‪.‬‬ ‫المغناطيســي ُ‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫ِ‬ ‫ع‬ ‫ــل‬ ‫اق‬ ‫ن‬ ‫بال‬ ‫د‬ ‫حــد‬ ‫الم‬ ‫ســتوي‬ ‫الم‬ ‫علــى‬ ‫‪2.2‬الحامــ ُل‪:‬‬ ‫عمــوديٌّ‬ ‫المســتقيم و ُشــعا ُ‬ ‫ّ‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫المغناطيســي‪.‬‬ ‫الحقــ ِل‬ ‫ّ‬ ‫وفــق قاعــد ِة اليــ ِد‬ ‫ــق األشــ ّعة ( ‪ ) F , IL , B‬ثالثيّــةً مُبا َشــر ًة‬ ‫َ‬ ‫‪3.3‬الجهــةُ‪ :‬تحقِّ ُ‬ ‫اليُمنــى‪:‬‬ ‫•نجع ُل الي َد اليمنى مُ ِ‬ ‫الساعد‬ ‫نبسطةً على النّاقل بحي ُ‬ ‫ث يدخ ُل التي ّ ُار من ّ‬ ‫‪I‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ع الحقل ‪B‬‬ ‫ويخرج من رؤوس األصابع‪،‬‬ ‫•‬ ‫ويخرج ُشعا ُ‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫الكف‪ ،‬فيشير اإلبهام إلى ِ‬ ‫ِ‬ ‫جهة القوَّة الكهرطيسيّة ‪. F‬‬ ‫راحة‬ ‫•من‬ ‫ِّ‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫‪4 .4‬ال ِّش َّدة‪ :‬ت ُعطى‬ ‫بالعالقة ‪F = IL B sin i‬‬ ‫ُ‬ ‫دوالب بارلو‪:‬‬ ‫جتربة ِ‬ ‫تجرب ة‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫ّــب دار َة دوال ِ‬ ‫يخضــع‬ ‫ث‬ ‫المجــا ِور‪ ،‬حيــ ُ‬ ‫ُ‬ ‫‪1 .1‬أرك ُ‬ ‫ب بارلــو المبيّنــة بال ّشــكل ُ‬ ‫مغناطيســي مُنتظَــم‪.‬‬ ‫لحقــل‬ ‫ــفلي‬ ‫ٍ‬ ‫نصــف الــدّوالب ّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫الس ّ‬ ‫َّ‬ ‫ِ‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫أغلق الدار َة‪ ،‬وأالحظ جهةَ دورا ِن الدّوالب‪.‬‬ ‫‪ُ 2.2‬‬ ‫أعكس جهةَ التيّار‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ جهةَ دورا ِن الدّوالب‪.‬‬ ‫‪3.3‬‬ ‫ُ‬ ‫ظ جهةَ َّ‬ ‫أعكس جهةَ الحق ِل المغناطيسي‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫الدوران‪.‬‬ ‫‪4 .4‬‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪5.5‬أزي ُد ش ّد َة التيّار‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ سرعةَ دوران ال ُّدوالب‪.‬‬ ‫‪6.6‬أزي ُد ش ّد َة الحقل المغناطيسي‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ سرعةَ دوران ال ُّدوالب‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫عناصر القوَّة التي سبب َّت دورا َن ال ُّدوالب‪.‬‬ ‫‪7 .7‬أح ّددُ‬ ‫َ‬ ‫‪-‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪b‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪93‬‬ ‫أستنتج‬ ‫•عن َد إغال ِق ِ‬ ‫يدور بتأثي ِر عزم ِ الق َّوة الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫دارة ال ّدوالب فإنّه ُ‬ ‫تنعكس جهة ُ التيّار أو جهة ُ الحقلِ المغناطيسي فإنّ جهة َ َّ‬ ‫تنعكس أيض ًا‪.‬‬ ‫الدورا ِن‬ ‫•عن َدما‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫يخضع لها ال ّدوالب ‪:‬‬ ‫عناصر الق َّوة الكهرطيسيّة التي‬ ‫•‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫‪v = Irv / B‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪F‬‬ ‫ِ‬ ‫نتصف نص ِ‬ ‫المغناطيسي المُنتظَم‪.‬‬ ‫فلي‬ ‫‪1.1‬نقطة ُ التّأثير‪ُ :‬م‬ ‫ف القط ِر ّ‬ ‫الخاضع للحقلِ‬ ‫اقولي ّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫الس ّ‬ ‫الش ّ‬ ‫حــدد بنصــ ِ‬ ‫عمــودي علــى المُســتوي المُ َّ‬ ‫ٌّ‬ ‫ــفلي وشُــعاع الحقــل‬ ‫‪2.2‬الحامــ ُل‪:‬‬ ‫ف القطــ ِر ّ‬ ‫الشــاقولي ّ‬ ‫الس ّ‬ ‫المغناطيســي المُنتظَــم‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫قاعدة اليد اليُمنى‪:‬‬ ‫وفق‬ ‫ة‬ ‫ر‬ ‫ش‬ ‫با‬ ‫م‬ ‫ة‬ ‫ثالثي‬ ‫‪F‬‬ ‫‪,‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪,‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ة‬ ‫ع‬ ‫األش‬ ‫ق‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ُ‬ ‫َ‬ ‫ّ‬ ‫َ‬ ‫‪3.3‬الجهةُ‪ :‬تُحقِّ ُ‬ ‫ّ ُ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫َّ‬ ‫فلي‪.‬‬ ‫اقولي ّ‬ ‫الس ّ‬ ‫•نجع ُل الي َد اليُمنى ُمنبسطة على نصف القط ِر الش ّ‬ ‫ويخرج من رؤوسِ األصابع‪.‬‬ ‫الساع ِد‪،‬‬ ‫ار من َّ‬ ‫ُ‬ ‫•يدخ ُل التيّ ُ‬ ‫من ِ‬ ‫الكف‪.‬‬ ‫راحة‬ ‫ّ‬ ‫•‬ ‫المغناطيسي‬ ‫يخرج شُعاعُ الحقلِ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫•يشير اإلبهامُ إلى ِ‬ ‫جهة الق َّوة الكهرطيسيّة‬ ‫ُ‬ ‫‪4.4‬ال ِّش َّدة‪ :‬تُعط َى بالعالقة ‪F = IrB :‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ث‪:‬‬ ‫‪5.5‬حي ُ‬ ‫‪F‬‬ ‫‪v ) = r rad‬‬ ‫‪i = (Ir ,c B‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪sin i = 1‬‬ ‫ُ‬ ‫القوة الكهرطيس ّية (نظر ّية مكسويل)‪:‬‬ ‫عمل َّ‬ ‫السكّتَين الكهرطيسيّة‬ ‫تجربة ِّ‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫ّب الدّار َة المبيّنة بال ّشكل‪.‬‬ ‫‪1 .1‬أرك ُ‬ ‫أغلق الدّار َة‪ ،‬وأ ُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫للساق‪.‬‬ ‫ظ ماذا يحد ُ‬ ‫ث ّ‬ ‫‪ُ 2.2‬‬ ‫تدحرج السَّ اق‪.‬‬ ‫سبب‬ ‫أفس ُر‬ ‫ِ‬ ‫َ‬ ‫‪ّ 3.3‬‬ ‫تنجزه الق َّوةُ الكهرطيسيّة‪.‬‬ ‫ع العمل الذي‬ ‫‪4 .4‬أح ّددُ نو َ‬ ‫ُ‬ ‫‪94‬‬ ‫أستنتج‬ ‫الســا ُق األفقيّــة ُموا ِزيـ ًة ِ‬ ‫ث تنتقـ ُل نقطـة ُ تأثيـ ِر‬ ‫ـح ســطحاً ‪ ، Ds = LDx‬حيـ ُ‬ ‫•تنتقـ ُل َّ‬ ‫لنفســها مســافة َ ‪ ، Dx‬فتمسـ ُ‬ ‫القـ َّوة الكهرطيســيّة علــى ِ‬ ‫(مو ِجبـاً) ‪. W 2 0‬‬ ‫حاملهــا وبجه ِتهــا مســافة ُ ‪ ، Dx‬فتنجـ ُـز عمـا ً ُمحـ ِّـركاً ُ‬ ‫‪W = FD x‬‬ ‫‪W = IBLDx‬‬ ‫‪W = IBDs‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪Ds‬‬ ‫‪Dx‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪I‬‬ ‫ض فنج ُد‬ ‫•لكن ‪ DU = BDs > 0‬يمث ُل تزاي ُد التّدف ُّ ِق‬ ‫المغناطيسي ّ‬ ‫نعو ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪W = IDU H 0‬‬ ‫نص نظريّة مكسويل‪:‬‬ ‫ُّ‬ ‫عن َدمــا تنتقــ ُل دارةٌ كهربائيّــة ٌ أو جــزءٌ مــن ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫مغناطيســي‪ ،‬فــإ َّن عمــلَ القــ َّوة‬ ‫منطقــة يســودُها حقــ ٌل‬ ‫دارة كهربائيّ ٍــة فــي‬ ‫ٌّ‬ ‫ُّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ـي‬ ‫الكهرطيســيّة المُس ـبِّبة لذلـ َ‬ ‫ـك االنتقــال يســاوي جــداء َ ش ـ ّدة التيّــار المــا ِّر فــي ال ـ ّدارة فــي تزايُــد التّدفــق المغناطيسـ ّ‬ ‫الــذي يجتازُهــا‪.‬‬ ‫‪95‬‬ ‫كهربائي‪.‬‬ ‫مير فيه ت ّيا ٌر‬ ‫تأثير احلق ِل‬ ‫ُ‬ ‫املغناطيسي على إطارِ ُمستطي ٍل ُّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫أجرب وأستنتج‪:‬‬ ‫المستطيل‬ ‫المواد الالزمة‪ :‬دارةُ اإلطار ُ‬ ‫خطوات التجربة‪:‬‬ ‫ث‬ ‫المجــا ِو ِر حيــ ُ‬ ‫‪1 .1‬أركِّ ُ‬ ‫المبيَّنــة بال ّشــك ِل ُ‬ ‫ــب الــدّار َة ُ‬ ‫خطــو ُ‬ ‫المغناطيســي تــوازي مُســتوي‬ ‫ط الحقــ ِل‬ ‫ّ‬ ‫اإلطــار‪.‬‬ ‫تواصـا ً شــدت ُه مُ ِ‬ ‫‪2.2‬أمـ ِّـر ُر تيّــارا ً مُ ِ‬ ‫ناســبة ٌ فــي اإلطــار‪ ،‬مــاذا‬ ‫أُ ِ‬ ‫الح ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫‪3.3‬أســتبد ُل بســل ِ‬ ‫ت‬ ‫ك التَّعليــق ســلكاً قابِ ـا ً للفت ـ ِل‪ ،‬ثابِ ـ ُ‬ ‫فتلــه ‪ ، k‬مــاذا أ ُ ِ‬ ‫ِ‬ ‫الح ـ ُ‬ ‫ظ؟‬ ‫النتيجة‪:‬‬ ‫عنــد إمــرا ِر التيّــا ِر الكهربائــي فــي اإلطــا ِر المُعلَّــق بســل ٍ‬ ‫ـح خطــوطَ الحقــل‬ ‫ـدور ويسـ ُّ‬ ‫ـتقر عن َدمــا تصبـ ُ‬ ‫ك عدي ـم ِ الفتــل يـ ُ‬ ‫ّ‬ ‫ـي عمودي َّـ ًة علــى ُمســتوي اإلطــا ِر (تدفّــق أعظمــي)‪.‬‬ ‫المغناطيسـ ّ‬ ‫سبب دورا ِن اإلطار‪:‬‬ ‫ِّ‬ ‫أفس ُر َ‬ ‫ِّ‬ ‫المؤثِّرت َيــن‬ ‫بم َ‬ ‫القوت َيــن الكهرطيســيّتَين ُ‬ ‫المنتظَــم فــي اإلطــا ِر ُ‬ ‫ـي ُ‬ ‫زدوجــة كهرطيســيّة تنش ـأ ُ عــن ّ‬ ‫يؤثـ ُـر الحق ـ ُل المغناطيسـ ّ‬ ‫ِ‬ ‫ــق‬ ‫دورانــه مــن وضعــه‬ ‫فــي الضّ ل َعيــن ال ّشــاقوليتَين‪ ،‬وتعمــ ُل علــى تدويــ ِر اإلطــا ِر حــو َل محــو ِر‬ ‫األصلــي حيــ ُ‬ ‫ث التّدف ُّ ُ‬ ‫ّ‬ ‫المغناطيســي معــدوم ٌ إلــى وضــع ِ‬ ‫يجتــازه أعظميَّــاً‪.‬‬ ‫المغناطيســي الــذي‬ ‫ــق‬ ‫الم‬ ‫ُ‬ ‫ســتقر حيــ ُ‬ ‫ِّ‬ ‫ث يكــو ُن التَّدف ُّ ُ‬ ‫توازنــه ُ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫تنص على ما يأتي‪:‬‬ ‫وبهذا نص ُل لما يسمَّى قاعدةُ التَّدف ُّ ِق‬ ‫األعظمي والتي ُّ‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫ـي الــذي‬ ‫ـي فــي دار ٍة كهربائيّـ ٍـة مُغلَقـ ٍـة حـ َّـر ِة الحركــة‪َّ ،‬‬ ‫تحر َكــت بحيـ ُ‬ ‫ث يــزدادُ التّدفُّـ ُ‬ ‫ـق المغناطيسـ ّ‬ ‫إذا أثـ َـر حقـ ٌل مغناطيسـ ّ‬ ‫َّ ُّ‬ ‫ـي أعظمي ّـاً‪.‬‬ ‫يجتازهــا مــن ِ‬ ‫ُ‬ ‫ـي وتسـ ُّ‬ ‫ـتقر فــي وضـ ِ‬ ‫ـع يكــو ُن التدفــق المغناطيسـ ّ‬ ‫وجههــا الجنوبـ ّ‬ ‫الم ِّ‬ ‫ـي‬ ‫ـول‬ ‫اسـ‬ ‫ُ‬ ‫الم َ‬ ‫ِ‬ ‫زدوجــة الكهرطيسـ ّية ُ‬ ‫ـزم ُ‬ ‫ـار طـ ِ‬ ‫ؤثــرة فــي إطـ ِ‬ ‫ـتنتاج عـ ِ‬ ‫ضلعــه األفقـ ّ‬ ‫‪ ،‬والشّاقوليّ ‪L‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪CD = dl F‬‬ ‫‪dl‬‬ ‫زدوجة الكهرطيسيّة‬ ‫ذرا ُ‬ ‫الم َ‬ ‫ع ُ‬ ‫‪F2‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪α‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪d l = d sin a‬‬ ‫ـي‬ ‫ـن ُشـ ِ‬ ‫‪ a‬الزَّاويـة ُ الكائنـة ُ بيـ َ‬ ‫ـعاع الحقـ ِل المغناطيسـ ّ‬ ‫ـطح اإلطــار‬ ‫علــى سـ ِ‬ ‫ش ّدةُ القوَّة الكهرطيسيّة من أج ِل ‪ N‬ل ّفة معزولة ومُ ِ‬ ‫تماثلة‬ ‫‪B‬‬ ‫والنّاظــم‬ ‫‪r‬‬ ‫‪F = NILB sin 2‬‬ ‫‪96‬‬ ‫‪i‬‬ ‫'‪d‬‬ ‫‪n‬‬ ‫‪n B‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪F2‬‬ ‫‪d‬‬ ‫ض فنج ُد‬ ‫ِّ‬ ‫نعو ُ‬ ‫سطح اإلطار‪.‬‬ ‫لكن ‪ s = Ld‬مساحة‬ ‫ِ‬ ‫ّ‬ ‫‪C D = NILBd sin a‬‬ ‫‪C D = NILBd sin a‬‬ ‫زدوجة الكهرطيسيّة‬ ‫الم َ‬ ‫وهي عبارةُ عزم ِ ُ‬ ‫المغناطيسي‬ ‫سمى الجداء ‪ NIs‬بالعزم ِ‬ ‫مالحظة‪ :‬ي ُ ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪.M‬‬ ‫‪M = NIs‬‬ ‫زدوجة الكهرطيسيّة ُشعاعياً بال َّ‬ ‫شكل‬ ‫وبذلك يمكنُنا أن‬ ‫َ‬ ‫الم َ‬ ‫نكتب عالقةَ عزم ِ ُ‬ ‫‪vD = M‬‬ ‫‪v /B‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪C‬‬ ‫ـف‬ ‫ـي علــى مُســتوي اإلطــار‪ ،‬وجهتُــه بجهـ ِـة إبهــام ِ ي ـ ٍد يُمنــى تلتـ ُّ‬ ‫‪ُ M‬شــعا ُ‬ ‫ـي ناظمـ ّ‬ ‫ع العــزم ِ المغناطيسـ ّ‬ ‫ـمالي لل ـدّارة)‪.‬‬ ‫ُ‬ ‫ـرج مــن الوجـ ِـه الشـ ّ‬ ‫أصابعهــا بجهـ ِـة التيّــار (أي يخـ ُ‬ ‫تحرك‪.‬‬ ‫املقياس‬ ‫ُ‬ ‫الغلفاني ذو اإلطارِ ا ُمل ِّ‬ ‫ّ‬ ‫جهاز يُستخدَم ُ لالستدالل على وجو ِد تيّارا ٍ‬ ‫ت كهربائي ّ ٍة صغير ِة ال ِّش َّدة‪ ،‬وقياسها‪.‬‬ ‫هو‬ ‫ٌ‬ ‫الغلفاني؟‬ ‫المقياس‬ ‫م َّم يتك َّونُ‬ ‫ٍّ‬ ‫ُ‬ ‫َّ‬ ‫‬ ‫ســتطيل   ‬ ‫ــف مــن مَ ٍّ‬ ‫ٍ‬ ‫يتأل ُ‬ ‫لــف علــى شــكل إطــا ٍر مُ‬ ‫يحتــوي ‪ N‬لفــة معزولــة‪ ،‬يتّصــ ُل أحــ ُد طرفَيــه‬ ‫َّ‬ ‫بســل ٍ‬ ‫اآلخــر مــن‬ ‫ــرف‬ ‫ك‬ ‫قابــل للفتــل‪ ،‬أمّــا الط ُ‬ ‫ٍ‬ ‫ُ‬ ‫ســل ِ‬ ‫ـف فيتّصـ ُل بســل ٍ‬ ‫ـاقولي لي ّـ ٍن‬ ‫ك آخـ َـر شـ‬ ‫الملـ ّ‬ ‫ًّ‬ ‫ك َ‬ ‫يــدور حــو َل‬ ‫ويمكــن لإلطــار أن‬ ‫عديــم ِ الفتــل‪،‬‬ ‫َ‬ ‫ُ‬ ‫بيــن قطبَــي‬ ‫ــاقولي‬ ‫محــو ِره ال ّش‬ ‫ّ‬ ‫المــار بمركــ ِزه َ‬ ‫ّ‬ ‫نضــوي محيطــاً بنــوا ٍة أســطواني ٍَّة مــن‬ ‫س‬ ‫مغناطيــ ٍ‬ ‫ّ‬ ‫‬ ‫‬ ‫ ‬ ‫‬ ‫ث يكــو ُن مُســتوي اإلطــا ِر‬ ‫الحديــ ِد الليــن‪ ،‬بحيــ ُ‬ ‫المغناطيســي‬ ‫يــوازي الخطــو َط األفقيّــة للحقــ ِل‬ ‫ّ‬ ‫للمغناطيــس قبــ َل إمــرا ِر التيّــار‪.‬‬ ‫مبدأ ُ عمله‬ ‫س إلــى قــراء ٍة‬ ‫ـير مؤ ِّشـ ُـر المقيــا ِ‬ ‫عندمــا يمـ ُّـر تيّـ ٌ‬ ‫ـي فــي اإلطــار فإنّــه يـ ُ‬ ‫ـدور بزاويـ ٍـة صغيــر ٍة ‪ il‬فيشـ ُ‬ ‫ـار كهربائـ ّ‬ ‫ـار‪.‬‬ ‫ـار داال ً علــى قيمـ ِـة شـ ّد ِة التيّــا ِر المـ ّ‬ ‫مُعيَّنــة عندَمــا يتــواز ُن اإلطـ ُ‬ ‫زاوية‬ ‫بين‬ ‫استنتاج‬ ‫ار الما ّر فيه ‪I‬‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫العالقة َ‬ ‫دوران اإلطار ‪ il‬والت ّي ِ‬ ‫ِ‬ ‫َّ‬ ‫ِ‬ ‫عنــد إمــرا ِر التيّــا ِر الكهربائــي ُ ِ‬ ‫المنتظَــم يؤثِّـ ُـر فــي‬ ‫ـي ُ‬ ‫المــراد قيـ ُ‬ ‫ـاس شـدّته ‪ I‬فــي إطــا ِر المقيــاس‪ ،‬فــإن الحقـ َل المغناطيسـ ّ‬ ‫ّ‬ ‫ـل ت ِ‬ ‫ِ‬ ‫ُمانــع‬ ‫ب دورا َن اإلطــار حــو َل محــو ِر‬ ‫زدوجــة فتـ ٍ‬ ‫زدوجــة كهرطيســيّة تسـبِّ ُ‬ ‫دورانــه‪ ،‬فينشـأ ُ فــي ســلك الفتــل مُ َ‬ ‫بم َ‬ ‫اإلطــار ُ‬ ‫َّ‬ ‫َّ‬ ‫ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ـي‪:‬‬ ‫ـق شــر َط التّـ ُ‬ ‫ـدور بزاويــة صغيــرة ‪ il‬عندَمــا يتحقـ ُ‬ ‫ـار بعـ َد أن يـ َ‬ ‫اســتمرا ِر الـدّوران‪ ،‬ويتــواز ُن اإلطـ ُ‬ ‫ـوازن الدورانـ ّ‬ ‫‪97‬‬ ‫‪|C‬‬ ‫‪=0‬‬ ‫‪C D + C h /D‬‬ ‫‪=0‬‬ ‫‪l‬‬ ‫‪NIsB sin a - ki = 0‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪a + i l = 2 rad‬‬ ‫‪sin a = cos i l‬‬ ‫‪NIsB cos i l - kil = 0‬‬ ‫‪D‬‬ ‫وباعتبا ِر ‪ il‬زاوية ٌ صغيرةٌ َّ‬ ‫تصبح العالقة ُ كما يأتي‪:‬‬ ‫فإن‪ cos i l - 1 :‬وبالتالي‬ ‫ُ‬ ‫‪NIsB - ki l = 0‬‬ ‫‪NsB‬‬ ‫‪il = k I‬‬ ‫‪i l = GI‬‬ ‫ـي‬ ‫ث تــزدادُ حساســيّة ُ المقيــا ِ‬ ‫ـي يعبّـ ُـر عــن حساســي ّ ِة المقيــا ِ‬ ‫ـي‪ ،‬حيـ ُ‬ ‫حيـ ُ‬ ‫س الغلفانـ ّ‬ ‫س الغلفانـ ّ‬ ‫ث ‪ G‬ثابِ ــت المقيــاس الغلفانـ ّ‬ ‫نفســها (لتصغيــر ثابـ ِ‬ ‫ك أرفـ َع منــه مــن المــادَّة ِ‬ ‫كلَّمــا زادَت ‪ ، G‬ويتـ ُّم ذلــك عملي ّـاً باســتبدا ِل ســل ِ‬ ‫ك الفتـ ِل بســل ٍ‬ ‫ت الفتـ ِل ‬ ‫‪.) k‬‬ ‫املقياس ُمتع ِّدد األغراض (آفو متر)‬ ‫جها ُز‬ ‫ِ‬ ‫الجهاز الستخداما ٍ‬ ‫ت عدّة مثل قياس‪:‬‬ ‫يُستخدَم ُ هذا‬ ‫ُ‬ ‫الم ِ‬ ‫ستم ّر ‪DC‬‬ ‫‪1 .1‬التّوتُّر ُ‬ ‫المتنا ِوب ‪AC‬‬ ‫‪2.2‬التّوتُّر ُ‬ ‫الم ِ‬ ‫والمتنا ِوب‪.‬‬ ‫ستم ّر ُ‬ ‫‪3.3‬شدّة التيّار ُ‬ ‫قاومات‬ ‫الم َ‬ ‫‪ُ 4 .4‬‬ ‫‪98‬‬ ‫إثراء‪:‬‬ ‫جهاز ُ آفو متر له نوعان‬ ‫ـب وص ـ ُل‬ ‫قياســها عــن طري ـ ِق إبــرة ُمؤشِّر(شــكل ‪ ،)1‬حي ـ ُ‬ ‫ـس التماثُليَــة‪ :‬تبيِّـ ُ‬ ‫ث يجـ ُ‬ ‫ـن القيم ـة َ المُــراد َ ُ‬ ‫•المقاييـ ُ‬ ‫ــرف األســودُ (‪.)-‬‬ ‫ــرف‬ ‫األحمــر (‪ )+‬والط ّ ُ‬ ‫أطــراف المقيــاسِ بشــكلٍ صحيــ ٍح‪ ،‬فالط ّ ُ‬ ‫ُ‬ ‫ظهـ ُـر القيمـة ُ علــى شــكلِ أرقــامٍ ُمحـ َّـد ٍدة‬ ‫قياســها عــن طريـ ِق شاشـ ٍـة تُ ِ‬ ‫ـس َّ‬ ‫الرقميّــة‪ :‬تبيّـ ُ‬ ‫ـن القيمـة َ المُــراد َ ُ‬ ‫•المقاييـ ُ‬ ‫ـع طرفَــي المقيــاسِ بشــكلٍ صحيـ ٍح‬ ‫(شــكل ‪.)2‬لذلـ َ‬ ‫ـك هــي أدقُّ مــن المقاييــس التّماثليّــة‪ ،‬حيـ ُ‬ ‫ث ال يُشـ ِّك ُل وضـ ُ‬ ‫ٍ‬ ‫ٍ‬ ‫ـس طرفَــي المقيــاس‪.‬‬ ‫أهمّيّــة حيـ ُ‬ ‫ث يظهـ ُـر َّ‬ ‫الرقــم بإشــارة ســالبة إذا تـ َّم عكـ ُ‬ ‫(شكل ‪)1‬‬ ‫(شكل ‪)2‬‬ ‫مت‬ ‫تع َّل ُ‬ ‫ـع لقـ َّو ٍة مغناطيســيّ ٍة (قـ َّوة لورنــز)‪ ،‬تغيِّـ ُـر مــن‬ ‫الج َســيمات المشــحونة المُ ِّ‬ ‫•إنّ ُ‬ ‫ـي تخضـ ُ‬ ‫تحركــة فــي حقـ ٍل مغناطيسـ ّ‬ ‫ث تغيُّــراً فــي ِ‬ ‫حامـلِ شُــعا ِع ســرع ِتها‪.‬‬ ‫الج َســيمات؛ أي تحـ ِد ُ‬ ‫مَســار حركــة هــذه ُ‬ ‫عناصر شُعا ِع الق َّوة المغناطيسيّة (قوة لورنز)‪:‬‬ ‫•‬ ‫ُ‬ ‫تحركة‪.‬‬ ‫‪1.1‬نقطة ُ التّأثير‪ :‬ال ُّشحنة ُ المُ ِّ‬ ‫عمودي على المُستوي المُ َّ‬ ‫ٌّ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫‪2.2‬الحام ُل‪:‬‬ ‫السرعة وشُعا ِع الحقلِ‬ ‫حدد ب ُشعا ِع ّ‬ ‫ّ‬ ‫ــق األشــعة ) ‪ ( F , IL , B‬ثالثيــة مباشــرة وفــق قاعــدة اليــد اليمنــى‪ :‬نجعــل اليــ َد اليمنــى‬ ‫‪3.3‬الجهةُ‪:‬تحقِّ ُ‬ ‫ُم ِ‬ ‫ـرج‬ ‫نبســط ًة علــى النّاقــل بحيـ ُ‬ ‫ـرج مــن رؤوس األصابــع‪ ،‬ويخـ ُ‬ ‫الســاعد ويخـ ُ‬ ‫ـار مــن ّ‬ ‫ث يدخـ ُل التيّـ ُ‬ ‫ـير اإلبهــام إلــى جهـ ِـة الق ـ َّوة الكهرطيســيّة ‪. F‬‬ ‫شُــعاعُ الحقــل ‪ B‬مــن راحـ ِـة الكـ ِّ‬ ‫ـف‪ ،‬فيشـ ُ‬ ‫‪4.4‬ال ِّ‬ ‫ش َّدة‪F = qvB sin i :‬‬ ‫ـار‬ ‫ـي ُمنتظ َـم ٍ متولِّــد بيــنَ مَلفَّيــن دائري َّيــن ُمتوا ِزيَيــن ومـ ٍّ‬ ‫•عن َدمــا تخضـ ُ‬ ‫ـع الحزمــة اإللكترونيّــة لحق ـلٍ مغناطيسـ ّ‬ ‫ـس التيّــار‪ ،‬فإنَّهــا تتأثَّـ ُـر بقـ َّو ٍة مغناطيسـي َّ ٍة (قـ َّوة لورنــز) تكــونُ دائمـاً عمودي َّـ ًة علــى شُــعا ِع ســرع ِتها‪ ،‬أي‬ ‫بهمــا نفـ ُ‬ ‫السـ ِ‬ ‫ـارعاً ثابِ تـاً يُ ِ‬ ‫أنَّهــا ِ‬ ‫ـرعة‪ ،‬وبالتّالــي تكــونُ حركتُهــا دائريّـ ًة ُمنتظَمــة (ألنَّهــا خضعَــت‬ ‫عامـ ُد شُــعاع َ ُّ‬ ‫ـب تسـ ُ‬ ‫تكتسـ ُ‬ ‫ـار ِع جــاذ ٍ‬ ‫الســرعة ال فــي مقدا ِرهــا‪.‬‬ ‫ـزي) أي يحــد ُ‬ ‫ب مركـ ّ‬ ‫ث تغيُّـ ٌـر فــي حامـلِ وجهـ ِـة شُــعا ِع ّ‬ ‫لتسـ ُ‬ ‫‪99‬‬ ‫عناصر شُعا ِع الق َّو ِة الكهرطيسيّة (قوة البالس)‪:‬‬ ‫•‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫المغناطيسي المُنتظَم‬ ‫ف‬ ‫الجزء من النّاقل المُستقيم الخاض ِع للحقلِ‬ ‫ِّ‬ ‫‪1.1‬نقطة التّأثير‪ُ :‬م َ‬ ‫نتص ُ‬ ‫عمودي على المُستوي المُ َّ‬ ‫ٌّ‬ ‫المغناطيسي‪.‬‬ ‫‪2.2‬الحامل‪:‬‬ ‫حدد بالنّاقل المُستقيم وشُعاع الحقلِ‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫قاعــدة اليــد اليُمنــى‪ :‬نجعــ ُل اليــ َد اليُمنــى‬ ‫وفــق‬ ‫ــق األشــعّة ُ ) ‪ ( F , IL , B‬ثالثيّــ ًة ُمباشَــر ًة َ‬ ‫‪3.3‬الجهــةُ‪ :‬تُحقِّ ُ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫َّ‬ ‫ـرج مــن رؤوسِ األصابع‪.‬‬ ‫ـار من َّ‬ ‫الســاع ِد‪ ،‬ويخـ ُ‬ ‫ـاقولي ّ‬ ‫ـفلي‪ .‬يدخـ ُل التيّـ ُ‬ ‫السـ ّ‬ ‫ُمنبســطة علــى نصـف القطـ ِر الشـ ّ‬ ‫ـير اإلبهــامُ إلــى جهـ ِـة الق ـ َّوة الكهرطيســيّة‬ ‫يخـ ُ‬ ‫ـي ‪ B‬مــن راحـ ِـة الكـ ّ‬ ‫ـف‪ .‬يشـ ُ‬ ‫ـرج شُــعاعُ الحق ـلِ المغناطيسـ ّ‬ ‫‪.F‬‬ ‫‪4.4‬ال ِّ‬ ‫ش َّدة‪ :‬تُعطى بالعالقة ‪F = ILB sin i :‬‬ ‫ـص نظريَّــة مكســويل‪ :‬عندمــا تنتق ـ ُل دارة كهربائيّــة – أو جــزء مــن دارة كهربائيّــة – فــي منطقــة يســودها‬ ‫•نـ ُّ‬ ‫ـي‪ ،‬فــإ َّن عمــل القـ َّوة الكهرطيســيّة المسـبِّبة لذلــك االنتقــال يســاوي جــداء شـ ّدة التيّــار المــا ِّر‬ ‫حقــل مغناطيسـ ّ‬ ‫فــي الــدارة فــي تزايــد التدفّــق‪.‬‬ ‫ِّ‬ ‫ـف‬ ‫•عــزم المُ َ‬ ‫ـف يعطــى بالعالقــة‪ C = ISB sin a :‬و إذا احتــوى المَلـ ّ‬ ‫زدوجــة الكهرطيســيّة المُؤثــرة فــي مَلـ ّ‬ ‫علــى ‪ N‬لفــة يعطــى بالعالقــة ‪C = NISB sin a‬‬ ‫•المقيــاس الغلفانــي ذو اإلطــار المتحـ ِّـرك‪ :‬هــو جهــاز ٌ يُســتخ َدمُ لالســتدال ِل علــى وجــو ِد تيّــارا ٍ‬ ‫ت كهربائيّـ ٍـة‬ ‫ُ‬ ‫ِ‬ ‫صغيـ ٍ‬ ‫ِ‬ ‫ـرة ج ـ ّداً‪ ،‬وقيــاسِ ش ـ ّدا ِتها وتحدي ـد اتجاهاتهــا‪.‬‬ ‫أختبر نفسي‬ ‫الصحيحة في ٍّ‬ ‫كل ممَّا يأتي‪:‬‬ ‫أوال‪ :‬اخت ِر اإلجابة َ َّ‬ ‫ُ‬ ‫نفســها وال ُّ‬ ‫ـي مُنتظَــم‬ ‫ج َسـ‬ ‫ٌ‬ ‫‪ُ 1.1‬‬ ‫شــحنة ُ ُ‬ ‫ـيمات مشــحونة ٌ لهــا الكتل ـة ُ ُ‬ ‫نفســها‪ ،‬أدخلــت فــي منطقــة يســودها حقــل مغناطيسـ ّ‬ ‫بســرعة تعامــد خطــوط الحقــل‪ .‬فـ َّ‬ ‫ـإن ال َّ‬ ‫ـن نصــف قطــر المســار الدائــري ‪ r‬وســرعة‬ ‫شــكل الــذي يمثّــل العالقــة بيـ َ‬ ‫الج َســيمات المشــحونة ‪: v‬‬ ‫ُ‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪a .av‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪c .c‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪b .b‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪d .d‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪r‬‬ ‫‪v‬‬ ‫‪َّ 2.2‬‬ ‫‪ E‬هي ‪:‬‬ ‫إن واحد َة قيا ِ‬ ‫س النّسبة ‪B‬‬ ‫‪m.s -1 a .a‬‬ ‫‪m.s -2 b .b‬‬ ‫‪m c .c‬‬ ‫‪s d .d‬‬ ‫ِ‬ ‫بســرعة ‪ِ ، v‬‬ ‫ٍ‬ ‫تعامــ ُد خطــو ُ‬ ‫ط الحقــ ِل‬ ‫ــم‬ ‫منطقــة يســودُها حقــ ٌل‬ ‫‪3.3‬عندمــا يدخــ ُل اإللكتــرو ُن فــي‬ ‫ٌّ‬ ‫مغناطيســي مُنتظ َ ٌ‬ ‫َّ‬ ‫فــإن حركــةَ اإللكتــرو ِن داخــ َل الحقــ ِل هــي‪:‬‬ ‫المغناطيســي (بإهمــا ِل ثقــ ِل اإللكتــرون)‬ ‫ّ‬ ‫‪d .d‬مُ ِ‬ ‫ستقيمة ٌ مُتغيِّرةٌ‬ ‫‪a .a‬دائريَّة ٌ مُتغيّرةٌ‬ ‫‪c .c‬مُستقيمة ٌ مُنتظَمة ٌ‬ ‫‪b .b‬دائريّة ٌ مُنتظَمة ٌ‬ ‫بانتظام‬ ‫بانتظام‬ ‫مغناطيسي منتظَم‪َّ ،‬‬ ‫ٍ‬ ‫فإن ُشعاعاً سرعتُه ‪: v‬‬ ‫منطقة يسودُها حق ٌل‬ ‫جسم مشحو ٌن في‬ ‫‪4.4‬عندَما يدخ ُل‬ ‫ٌّ ُ ٌ‬ ‫ٌ‬ ‫‪a .a‬يتغي َُّر حاملُه وش ّدت ُه‬ ‫‪b .b‬يتغي َُّر حاملُه فقط‬ ‫‪c .c‬تتغي َُّر ش ّدت ُه فقط‬ ‫‪d .d‬تبقى ش ّدت ُه ثابتةً‪.‬‬ ‫تحت تأثي ِر القوَّة الكهرطيسيّة‪َّ ،‬‬ ‫ِ‬ ‫المغناطيسي‪:‬‬ ‫فإن التّدفُّق‬ ‫الس ّكتَي ِن الكهرطيسيّة‬ ‫تتدحرج السَّ اق في‬ ‫‪5.5‬عندما‬ ‫َ‬ ‫تجربة ّ‬ ‫ُ‬ ‫ّ‬ ‫‪a .a‬يبقى ثابتا َ‪.‬‬ ‫‪b .b‬يزدادُ‪.‬‬ ‫يتناقص‪.‬‬ ‫‪c .c‬‬ ‫ُ‬ ‫األسئلة ِ‬ ‫ِ‬ ‫اآلتية‬ ‫أجب عن‬ ‫ثانياً‪ْ :‬‬ ‫َ‬ ‫يمــر‬ ‫بيــن‬ ‫‪1 .1‬ادر ِ‬ ‫ســلكين نحاســيَين شــاقوليَين طويلَيــن ُّ‬ ‫س التّأثيــر ُ‬ ‫المتبــادَل َ‬ ‫‪d .d‬ينعدمُ‪.‬‬ ‫بهمــا تيّــارا ِن مُ ِ‬ ‫نفســها‪ ،‬واســتنت ْج عبــار َة القــوَّة‬ ‫تواصــا ِن لهمــا الجهــة ُ ُ‬ ‫‪O‬‬ ‫السـ َ‬ ‫الســل ِ‬ ‫ك اآلخ ـ ِر‪.‬‬ ‫ـلكين نتيج ـةَ وجــو ِد ِّ‬ ‫المؤثِّــرة فــي أح ـ ِد ِّ‬ ‫الكهرطيســيّة ُ‬ ‫َّ‬ ‫المؤثِّــرة فــي شـ ٍ‬ ‫ـحنة كهربائيّـ ٍـة‬ ‫ـي ُ‬ ‫‪2.2‬اســتنت ْج عبــار َة شــدة الحق ـ ِل المغناطيسـ ّ‬ ‫ـل مغناطيســي مُنتظ َ ـم ٍ بســرعة ‪ِ v‬‬ ‫ع الحقــل‬ ‫تعام ـ ُد ُشــعا َ‬ ‫تتحـ َّـر ُك فــي حقـ ٍ‬ ‫‪b‬‬ ‫ّ‬ ‫عــر ِ‬ ‫ف التّســا‪.‬‬ ‫المغناطيســي ثــ َّم ِّ‬ ‫ّ‬ ‫ـن شـ َّ‬ ‫ِ‬ ‫ـد ِة التيّــار ‪ I‬وزاويـ ِـة دَوران‬ ‫ـ‬ ‫بي‬ ‫ة‬ ‫ـ‬ ‫العالق‬ ‫ـتنتج‬ ‫ـ‬ ‫اس‬ ‫م‬ ‫ـ‬ ‫ث‬ ‫‪،‬‬ ‫ـي‬ ‫ـ‬ ‫الغلفان‬ ‫س‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫المقي‬ ‫ـي‬ ‫ـ‬ ‫ف‬ ‫ر‬ ‫ـا‬ ‫ـ‬ ‫التي‬ ‫ة‬ ‫د‬ ‫ـ‬ ‫ش‬ ‫ـاس‬ ‫ـ‬ ‫قي‬ ‫م‬ ‫ـ‬ ‫يت‬ ‫ـف‬ ‫َ‬ ‫ّ‬ ‫َّ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ُّ‬ ‫ـن كيـ َ‬ ‫ّ‬ ‫ِ‬ ‫‪.3.3‬بيِّـ ْ‬ ‫َ‬ ‫َ‬ ‫ّ‬ ‫‪l‬‬ ‫س الغلفانــي عملي ّـا َ مــن أج ـ ِل التيّــا ِر ِ‬ ‫نفســه‪.‬‬ ‫ـف تت ـ ُّم زيــادةُ حساس ـي َِّة المقيــا ِ‬ ‫اإلطــار )‪ ، (0‬وكيـ َ‬ ‫ّ‬ ‫‪101‬‬