المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الفيزياء

الفصل الأول - التيار الكهربي وقانون أوم وقانونا كيرشوف

0/36

الفصل الثاني - التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وأجهزة القياس

0/32

الفصل الثالث - الحث الكهرومغناطيسي

0/45

الفصل الرابع - دوائر التيار المتردد

0/23

الفصل الخامس - ازدواجية الموجة والجسيم

0/31

الفصل السادس - الأطياف الذرية والأشعة السينية

0/17

الفصل السابع - الليزر وتطبيقاته

0/17

الفصل الثامن - الإلكترونيات الحديثة

0/25

دروس إضافية

0/145
نص الدرس

الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي

الفيزياء

الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي

مقدمة الدرس

مقدمة الدرس

  • تجربة أورستد ونشأة المجال المغناطيسي حول التيار.
  • كثافة الفيض المغناطيسي لسلك مستقيم وقاعدة اليد اليمنى لأمبير.
  • المجال المغناطيسي لملف دائري وقاعدة البريمة اليمنى.
  • المجال المغناطيسي لملف لولبي وقطبيته.

🌳 شجرة المفاهيم

الدرس الأولالمجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي
├── أولًاتجربة أورستد

│ └── كثافة الفيض المغناطيسي (B)

├── ثانيًا←المجال المغناطيسي لسلك مستقيم

│ ├── شكل خطوط الفيض

│ ├── قانون أمبير الدائري

│ └── قاعدة اليد اليمنى لأمبير

├── ثالثًا←المجال المغناطيسي لملف دائري

│ ├── شكل المجال

│ ├── كثافة الفيض عند المركز

  • │ ├── العوامل التي تتوقف عليها كثافة الفيض عند المركز

│ ├── قاعدة البريمة اليمنى

│ └── ثنائي القطب المغناطيسي

├── رابعًا←المجال المغناطيسي لملف لولبي

│ ├── مفهوم الملف اللولبي

│ ├── شكل المجال

│ ├── كثافة الفيض على المحور

│ └── تعيين القطبية

└── خامسًا←مقارنة بين الحالات الثلاث
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 1 / 12
أولًا: تجربة أورستد

أولًا: تجربة أورستد

تجربة أورستد — تجربة أورستد
تجربة أورستد — تجربة أورستد
  • وضع العالم الدنماركي هانز أورستد عام 1820 بوصلة صغيرة فوق سلك وموازية له، ثم مرر تيارًا في السلك.
  • لاحظ انحراف إبرة البوصلة، وعودتها لاتجاهها الأصلي عند قطع التيار.
  • الاستنتاج يتولد مجال مغناطيسي حول السلك نتيجة مرور التيار.
  • فتح هذا الكشف سلسلة من الدراسات التي ساعدت في تشكيل حضارتنا الصناعية.
  • يدرس المجال المغناطيسي للتيار في ثلاث حالات سلك مستقيم، ملف دائري، ملف لولبي.

كثافة الفيض المغناطيسي (B)

يعبر عن شدة المجال المغناطيسي بـكثافة الفيض المغناطيسي B←الفيض المغناطيسي العمودي على وحدة المساحة.

B = Φ / A

  • وحدتها التسلا (T) = ويبر/م2 = نيوتن/(أمبير · متر).
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 2 / 12
ثانيًا: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم

ثانيًا: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم

شكل خطوط الفيض

  • ينثر برادة حديد على لوح ورق مقوى أفقي يخترقه سلك مستقيم رأسي يمر به تيار، وتطرق اللوحة طرقات خفيفة.
  • تترتب البرادة على شكل دوائر منتظمة متحدة المركز حول السلك.
  • الدوائر تتزاحم قرب السلك وتتباعد عنه، فشدة المجال تزداد بالاقتراب من السلك وتقل بالابتعاد عنه.
  • بزيادة شدة التيار تزداد الدوائر ازدحامًا، فشدة المجال تزداد بزيادة التيار وتقل بنقصانه.
  • تعطى كثافة الفيض عند نقطة تبعد مسافة d (عموديًا) عن محور سلك طويل مستقيم يمر به تيار I بالعلاقة:
  • B = (μ I) / (2π d)
  • μ النفاذية المغناطيسية للوسط، وللهواء

    μ 0 = (4π × 10-7 Wb) / (A· m)

    .
  • B تتناسب طرديًا مع شدة التيار I، وعكسيًا مع المسافة d.
  • لذلك ينصح بعدم بناء المساكن بالقرب من أبراج الضغط العالي حفاظًا على الصحة والبيئة.
المجال المغناطيسي لسلك مستقيم
المجال المغناطيسي لسلك مستقيم
  1. نمسك السلك باليد اليمنى بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه التيار.
  2. تشير الأصابع الملتفة حول السلك إلى اتجاه المجال المغناطيسي.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 احسب كثافة الفيض المغناطيسي في الهواء عند نقطة تبعد 10 cm عن محور سلك مستقيم طويل يمر به تيار

    10 A.

  • (μ 0 = (4π × 10-7 Wb) / A· m)

    الحل:

B = (μ 0 I) / (2π d)

B = (4π × 10-7 × 10) ÷ (2π × 0.1)

B = 2 × 10-5 T

  • مثال 2 سلك مستقيم يمر به تيار 20 A. على أي بعد منه تكون كثافة الفيض 4 × 10−5 T؟
  • الحل:

  • d = (μ 0 I) / (2π B) = (4π × 10-7 × 20) ÷ (2π × 4 × 10-5)

d = 0.1 m = 10 cm

الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 3 / 12
ثالثًا: المجال المغناطيسي لملف دائري

ثالثًا: المجال المغناطيسي لملف دائري

رسم توضيحي — النقطة 3: المجال المغناطيسي لملف دائري
رسم توضيحي — النقطة 3: المجال المغناطيسي لملف دائري

شكل المجال

  • عند تمرير تيار في سلك مثني على شكل حلقة دائرية يتولد مجال يشبه مجال مغناطيس قصير.
  • الوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار مع عقارب الساعة يكون قطبًا جنوبيًا (S).
  • الوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عكس عقارب الساعة يكون قطبًا شماليًا (N).
  • بنثر برادة الحديد حول الملف الدائري نلاحظ:
  • تفقد خطوط الفيض دائريتها عند الاقتراب من الملف.
  • خطوط الفيض عند محور الملف (قرب مركزه) خطوط مستقيمة متوازية عمودية على مستوى الملف، أي أن المجال منتظم في هذه المنطقة.

كثافة الفيض عند المركز

  • تحسب عند مركز ملف دائري نصف قطره r وعدد لفاته N ويمر فيه تيار I:

B = (μ N I) / 2r

  • μ₀ للهواء = (4π × 10-7 Wb) / (A· m).
العوامل التي تتوقف عليها كثافة الفيض عند المركز
عدد لفات الملفB ∝ N (طردية).
شدة التيارB ∝ I (طردية).
نصف قطر الملف(B ∝ 1) / r (عكسية).

قاعدة البريمة اليمنى

  • نتخيل بريمة (مسمارًا ملولبًا) في اليد اليمنى تدور في اتجاه التيار حول مركز الملف (اتجاه الربط).
  • يدل اتجاه اندفاع البريمة على اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز الملف.

ثنائي القطب المغناطيسي

  • الملف الدائري الذي يمر به تيار يكافئ ثنائي قطب مغناطيسي، أي مغناطيسًا صغيرًا له قطبان.
  • لا توجد في الطبيعة أقطاب مغناطيسية منفردة، فالقطبان يظهران دائمًا معًا (N وS).

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 3 احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز ملف دائري نصف قطره 11 cm وعدد لفاته 20 لفة ويمر به تيار

    1.4 A.

  • (μ 0 = (4π × 10-7 Wb) / A· m)

    الحل:

B = (μ 0 N I) / 2r

B = (4π × 10-7 × 20 × 1.4) ÷ (2 × 0.11)

B ≈ 1.6 × 10-4 T

  • مثال 4 ملف دائري نصف قطره 5 cm وعدد لفاته 50 يمر به تيار 2 A. احسب B عند مركزه.
  • الحل:

B = (4π × 10-7 × 50 × 2) ÷ (2 × 0.05)

B = (4π × 10-7 × 100) ÷ 0.1 = 1.26 × 10-3 T

الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 4 / 12
رابعًا: المجال المغناطيسي لملف لولبي

رابعًا: المجال المغناطيسي لملف لولبي

رسم توضيحي — النقطة 4: المجال المغناطيسي لملف لولبي
رسم توضيحي — النقطة 4: المجال المغناطيسي لملف لولبي

مفهوم الملف اللولبي

  • الملف اللولبي سلك معزول ملفوف لفًّا حلزونيًا على شكل لفات دائرية متتالية متحدة المحور.
  • عند توصيل طرفيه بمصدر تيار يتولد مجال مغناطيسي يشبه مجال مغناطيس قضيبي.

شكل المجال

  1. خطوط الفيض مسارات متصلة ومغلقة داخل الملف وخارجه.
  2. خطوط الفيض هو القطب الشمالي.
  3. خطوط الفيض هو القطب الجنوبي.
  4. المجال داخل الملف منتظم تقريبًا قرب المحور.

كثافة الفيض على المحور

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
•تتوقف كثافة الفيض عند أي نقطة على المحور داخل الملف علىتتوقفكثافةالفيضنقطة
شدة التيارالمار: B ∝ Iالمار
عدد اللفات في وحدة الأطوالn: B ∝ n

B = μ n I

عدد اللفات في وحدة الأطوال←n = N / l، حيث N العدد الكلي للفات وl طول الملف.

B = (μ N I) / l

  • وجود قلب من الحديد داخل الملف يزيد النفاذية μ فتزداد كثافة الفيض كثيرًا.

تعيين القطبية

  • تستخدم قاعدة البريمة اليمنى، باعتبار الملف مجموعة لفات دائرية متحدة المحور.
  • أو قاعدة اليد اليمنى بحيث تشير الأصابع الملتفة إلى اتجاه التيار فيشير الإبهام إلى القطب الشمالي.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 5 ملف لولبي عدد لفاته 800 لفة وطوله 20 cm يمر به تيار 0.7 A.
  • احسب كثافة الفيض عند نقطة داخله على محوره.

  • (μ 0 = (4π × 10-7 Wb) / A· m)

    الحل:

B = (μ 0 N I) / l

B = (4π × 10-7 × 800 × 0.7) ÷ 0.2

B ≈ 3.5 × 10-3 T

  • مثال 6 وُضع قلب حديدي نفاذيته (1.63 × 10-3 Wb) / A· m داخل الملف نفسه (800 لفة، 20 cm)، ومر فيه تيار 0.05 A.
  • احسب كثافة الفيض.
  • الحل:

B = (μ N I) / l

B = (1.63 × 10-3 × 800 × 0.05) ÷ 0.2

  • B = 0.326 T (أكبر بآلاف المرات من قيمتها بالهواء عند التيار نفسه)
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 5 / 12
خامسًا: مقارنة بين الحالات الثلاث

خامسًا: مقارنة بين الحالات الثلاث

رسم توضيحي — النقطة 5: مقارنة بين الحالات الثلاث
رسم توضيحي — النقطة 5: مقارنة بين الحالات الثلاث
وجه المقارنة سلك مستقيم ملف دائري (عند المركز) ملف لولبي (على المحور)
القانون

B = (μ I) / (2π d)

B = (μ N I) / 2r

B = (μ N I) / l
شكل الخطوط دوائر متحدة المركز حول السلك تفقد دائريتها وتستقيم عند المحور خطوط متوازية داخلها ومغلقة خارجها
قاعدة الاتجاه اليد اليمنى لأمبير البريمة اليمنى البريمة اليمنى أو اليد اليمنى
العوامل المؤثرة I وd N وI وr I وعدد اللفات في وحدة الأطوال
وحدة B التسلا

(Wb / m2 = N / A· m)

 التسلا التسلا
  • .egp-ex{margin:18px 0;border:1px solid rgba(79,63,224,.2);border-radius:16px;overflow:hidden;background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px;font-weight:800;background:linear-gradient(90deg,#4f3fe0,#22c1c3);color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px;padding:10px 12px;background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79,63,224,.3);background:#fff;border-radius:20px;padding:5px 14px;font-weight:700;cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0;color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b,k){var w=b.closest(‘.egp-ex’);w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x,i){x.classList.toggle(‘on’,i===k)});w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x,i){x.hidden=i!==k})}
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 6 / 12
الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج

الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج

💡 بيانات وجداول قياسية←تم استخراج كافة البيانات والجداول والمخططات التشريحية من أصول المنهج المعتمد بدقة عالية لتثبيت الفهم وربط النظري بالعملي.

🔬 شكل 1 – خطوط الفيض المغناطيسي لسلك مستقيم وملف لولبي والقوانين الحاكمة

  1. التفاصيل العلمية والملاحظات الدقيقة المأخوذة من الرسم التوضيحي:
  2. عن ألالا أطاواج51
  3. 1|زه© لأمدةاه50
  4. |(ل 2) / (1 ءا بر) دا8)
  5. ل ل م ا لل
  6. – ا
  7. ا 4
  8. ‎<١‏ ال 2 كي
  9. ‎١‏ و م 7
  10. © © © © © © © © © ذا #6
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 7 / 12
الجزء 8

الجزء 8

  • 📖
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 8 / 12
📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

  • كثافة الفيض المغناطيسي (Magnetic Flux Density:
  • B) الفيض المغناطيسي لوحدة المساحات العمودية على خطوط الفيض عند نقطة معينة، ووحدتها التسلا (Tesla = Wb/m2 = N/(A.m)).
  • نقطة التعادل المغناطيسي (Neutral Point):
  • نقطة ينعدم عندها التأثير المغناطيسي ومحصلة كثافة الفيض المغناطيسي عندها تساوي صفراً (B_total = 0)، وإذا وضعت عندها إبرة مغناطيسية حرة الحركة لا تنحرف، وتقع دائماً في منطقة الطرح وأقرب إلى السلك ذي التيار الأقل.
  • قاعدة فليمنج لليد اليسرى (Fleming’s Left:
  • Hand Rule) قاعدة تستخدم لتحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يمر به تيار وموضوع عمودياً على مجال مغناطيسي: اجعل أصابع اليد اليسرى الثلاثة (الإبهام والسبابة والوسطى) متعامدة؛ فإذا أشارت السبابة لاتجاه المجال والوسطى لاتجاه التيار، يشير الإبهام لاتجاه الحركة والقوة.
  • النفاذية المغناطيسية للوسط (Permeability:
  • μ) قابلية ونفاذية الوسط لنفاذ خطوط الفيض المغناطيسي خلاله، وتكون للحديد المطاوع أكبر بآلاف المرات من الهواء (μ_air = 4π × 10−7 Wb/(A.m)).
  • قوة لورنتز (Lorentz Force):
  • القوة الكلية المؤثرة على جسيم مشحون يتحرك في منطقة يوجد بها مجالان كهربي ومغناطيسي متعامدان معاً.
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 9 / 12
⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
كثافة الفيض لسلك مستقيم (قانون أمبير الدائري)
  • [ الصيغة الفيزيائية والرياضية: B = (μ × I) / (2π × d) ]
  • d البعد العمودي بالمتر عن محور السلك
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالبعد
كثافة الفيض عند مركز ملف دائري
  • [ الصيغة الفيزيائية والرياضية: B = (μ × N × I) / (2r) ]
  • N عدد اللفات
  • r نصف قطر الملف بالمتر
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةاللفات
كثافة الفيض عند محور ملف لولبي (حلزوني)
  • [ الصيغة الفيزيائية والرياضية: B = (μ × N × I) / L = μ × n × I ]
  • L طول محور الملف بالمتر
  • و n عدد اللفات في المتر الواحد (n = N/L)
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالملف
القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك
  • [ الصيغة الفيزيائية والرياضية: F = B × I × L × sin(θ) ]
  • θ الزاوية بين اتجاه السلك والمجال المغناطيسي. وتكون القوة عظمى عندما يكون السلك عمودياً (θ = 90°) وتنعدم عندما يكون موازياً (θ = 0°)
الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةالزاوية
القوة المتبادلة بين سلكين متوازيين←[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: F = (μ × I1 × I2 × L) / (2π × d) ] قوة تجاذب إذا كان التياران في نفس الاتجاه، وقوة تنافر إذا كانا في اتجاهين متضادين.
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 10 / 12
🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

  • ★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
  • كتاب الشرح المفصل التأثير المغناطيسي للتيار وسلك وملف دائري ولولبي والقوة
  • الصف الثالث الثانوي | الفصل الثاني – التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وأجهزة القياس | المنهج المصري الحديث 2026/2027
  • 🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
  • • استنتاج كثافة الفيض المغناطيسي (B) للسلك المستقيم وقانون أمبير الدائري وتطبيق قاعدة اليد اليمنى لأمبير وقاعدة البريمة لتحديد الاتجاه.
  • • تعيين موضع نقطة التعادل (Neutral Point) بين سلكين مستقيمين متوازيين في حالتي التيارين المتشابهين والمتعاكسين.
  • • حساب كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز ملف دائري (B = μNI / 2r) وعند محور ملف لولبي (B = μNI / L) وتأثير قص أو إبعاد لفات الملف.
  • • دراسة القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يحمل تياراً ومغمور في مجال مغناطيسي وتطبيق قاعدة فليمنج لليد اليسرى.
  • • استنتاج القوة المتبادلة بين سلكين متوازيين وتفسير نشأة قوى التجاذب والتنافر كفرق بين محصلتي كثافة الفيض على جانبي السلكين.

1. المجال المغناطيسي لسلك مستقيم ونقطة التعادل

  • أوضح العالم أورستد عام 1819 أن مرور التيار الكهربي في موصل يولد حوله مجالاً مغناطيسياً.
  • عند مرور تيار في سلك مستقيم عمودي على لوح ورق مقوى منثور عليه برادة حديد، تترتب البرادة في شكل دوائر متحدة المركز مركزها هو السلك وتتزاحم الدوائر كلما اقتربنا من السلك وتتباعد كلما ابتعدنا عنه.
  • تعتمد كثافة الفيض المغناطيسي B على عاملين (1) شدة التيار I (تناسب طردي)، (2) البعد العمودي عن السلك d (تناسب عكسي)، ويعبر عنها بقانون أمبير الدائري: B = μI / (2πd).
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
لتحديد اتجاه المجال، نطبق قاعدة اليد اليمنى لأمبير
  • نقبض على السلك باليد اليمنى بحيث يشير الإبهام لاتجاه التيار
  • فتشير باقي الأصابع لاتجاه دوران خطوط المجال المغناطيسي
نقبضالسلكباليدبحيث
•محصلة كثافة الفيض لسلكين متوازيين ونقطة التعادلمحصلةكثافةالفيضلسلكين
الحالة الأولى (التياران في نفس الاتجاه)
  • المجال بين السلكين متعاكس في الاتجاه فتكون المنطقة بينهما منطقة طرح (B_total = |B1 – B2|)
  • وخارج السلكين منطقة جمع. وتنشأ بينهما قوة تجاذب لأن كثافة الفيض خارج السلكين أكبر من كثافتها بينهما
  • فتدفعهما خطوط الفيض للداخل. وتقع نقطة التعادل بين السلكين بالقرب من التيار الأصغر: I1 / d1 = I2 / d2. وإذا تساوى التياران (I1 = I2)
  • تقع نقطة التعادل في منتصف المسافة بينهما تماماً
المجالالسلكينمتعاكسفتكون
الحالة الثانية (التياران في اتجاهين متضادين)←المجال بين السلكين متوافق في الاتجاه فتكون المنطقة بينهما منطقة جمع (B_total = B1 + B2)، وخارج السلكين منطقة طرح. وتنشأ بينهما قوة تنافر لزيادة كثافة الفيض بينهما، وتقع نقطة التعادل خارج السلكين بالقرب من السلك ذي التيار الأقل. وإذا تساوى التياران (I1 = I2) في اتجاهين متضادين، لا توجد نقطة تعادل نهائياً لأن محصلة الفيض لا يمكن أن تساوي صفراً في أي نقطة.

2. المجال المغناطيسي للملف الدائري والملف اللولبي وحالات خاصة

المجال المغناطيسي لملف دائري يمر به تيار←عند مركز الملف تكون خطوط الفيض مستقيمة ومتوازية وعمودية على مستوى الملف؛ ولذلك يعتبر المجال عند المركز مجالاً مغناطيسياً منتظماً. ويشبه المجال المغناطيسي للملف الدائري مجال قرص مغناطيسي قصير مستدير له قطبان شمالي وجنوبي.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
كثافة الفيض عند المركز
  • B = μNI / 2r. وتتحدد قطبية الوجه باستخدام قاعدة عقارب الساعة: إذا كان اتجاه التيار في الوجه في اتجاه عقارب الساعة يكون قطباً جنوبياً (S)
  • وإذا كان عكس عقارب الساعة يكون قطباً شمالياً (N)
وتتحددقطبيةالوجهباستخدام
إعادة تشكيل أو لف الملف
  • عند إعادة لف سلك لزيادة عدد لفاته من N1 إلى N2 مع ثبوت طول السلك ومصدر التيار
  • فإن نصف القطر يقل عكسياً مع عدد اللفات (N1 / N2 = r2 / r1)
  • وبالتالي تتناسب كثافة الفيض مع مربع عدد اللفات: B1 / B2 = (N1 / N2)2 = (r2 / r1)2
لزيادةلفاتهثبوتالسلك
المجال المغناطيسي لملف لولبي (حلزوني)
  • يشبه تماماً المجال المغناطيسي لقضيب مغناطيسي طويل
  • حيث تخرج خطوط الفيض من القطب الشمالي وتدور خارج الملف لتدخل من القطب الجنوبي وتكمل مسارها داخله من الجنوبي إلى الشمالي لتكون مساراً مغلقاً. وكثافة الفيض عند نقطة على محوره داخله: B = μNI / L
يشبهتمامالقضيبطويل
إبعاد أو ضغط لفات الملف←إذا أبعدت لفات ملف دائري بانتظام ليتحول لملف لولبي له نفس عدد اللفات والتيار، فإن النسبة بين كثافتي الفيض هي: B_circle / B_solenoid = L_solenoid / (2r_circle).

3. القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك والقوة المتبادلة بين سلكين

  • تنشأ القوة المغناطيسية على سلك يحمل تياراً ومغمور في مجال مغناطيسي منتظم نتيجة تداخل وتراكب المجالين المغناطيسيين: مجال السلك الدائري والمجال الخارجي المنتظم.
  • على أحد جانبي السلك يتفق المجالان في الاتجاه فتكون كثافة الفيض الكلية كبيرة، وعلى الجانب الآخر يتعاكس المجالان فتكون كثافة الفيض ضعيفة.
  • يتحرك السلك بتأثير قوة مغناطيسية من منطقة كثافة الفيض الأعلى إلى منطقة كثافة الفيض الأقل.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
مقدار القوة
  • F = B × I × L × sin(θ). وتكون القوة عظمى (F_max = B I L) عندما يكون السلك عمودياً على المجال (θ = 90°)
  • وتنعدم تماماً (F = 0) عندما يوضع السلك موازياً لخطوط المجال المغناطيسي (θ = 0°)
—وتكونعظمىعندمايكون
القوة المتبادلة بين سلكين متوازيين
  • يمر تيار I1 في السلك الأول فيولد مجالاً مغناطيسياً عند السلك الثاني قيمته B1 = μI1 / (2πd)
  • فيتأثر السلك الثاني بقوة مغناطيسية F2 = B1 × I2 × L. وبال
  • يؤثر السلك الثاني على الأول بقوة مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه طبقاً لقانون نيوتن الثالث
  • والقوة المتبادلة هي: F = μ I1 I2 L / (2πd)
تيارالسلكالأولفيولد
سلك معلق حراً في الهواء ومغمور في مجال مغناطيسي أفقي
  • لكي يظل السلك معلقاً في حالة اتزان دون أن يسقط
  • يجب أن تؤثر عليه قوة مغناطيسية متجهة لأعلى تتساوى تماماً مع قوة وزنه المتجهة لأسفل: F_magnetic = F_gravity ==> B × I × L = m × g ==> B × I = (m/L) × g = ρ × A × g
—السلكمعلقاحالةاتزان
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
جدولمقارنة شاملة بين المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبيمقارنةشاملةالمجالالمغناطيسي
•✏️ أمثلة ومسائل وتطبيقات محلولة بالخطوات النموذجية والبرهان العلميأمثلةومسائلوتطبيقاتمحلولة
•★ حساب موضع نقطة التعادل بين سلكين يمر بهما تيارانحسابموضعنقطةالتعادل
المعطيات والمطلوب
  • سلكان مستقيمان متوازيان البعد بينهما في الهواء 30 cm. يمر في السلك الأول تيار شدته 2 A
  • ويمر في السلك الثاني تيار شدته 4 A. احسب بعد نقطة التعادل عن السلك الأول في الحالتين: (1) إذا كان التياران في نفس الاتجاه
  • (2) إذا كان التياران في اتجاهين متضادين
سلكانمستقيمانمتوازيانالبعد
•خطوات الحل والبرهان الفيزيائيخطواتالحلوالبرهانالفيزيائي
[1] أولاًإذا كان التياران في نفس الاتجاه: تقع نقطة التعادل بين السلكين على خط واصل بينهما وأقرب إلى السلك ذي التيار الأقل (السلك الأول I1 = 2 A)التيارانالاتجاهنقطةالتعادل
•
  • [2] نفرض أن بعدها عن السلك الأول هو d
  • فيكون بعدها عن السلك الثاني (30 – d)
نفرضبعدهاالسلكالأول
[3] نطبق شرط نقطة التعادلI1 / d1 = I2 / d2 ==> 2 / d = 4 / (30 – d)
[4] بضرب طرفين في وسطين4 d = 2 × (30 – d) = 60 – 2 d ==> 6 d = 60 ==> d = 10 cm من السلك الأولالسلكالأول
[5] ثانياًإذا كان التياران في اتجاهين متضادين: تقع نقطة التعادل خارج السلكين من جهة السلك ذي التيار الأقل (السلك الأول)التياراناتجاهينمتضاديننقطة
•
  • [6] نفرض أن بعدها عن السلك الأول هو x
  • فيكون بعدها عن السلك الثاني (30 + x)
نفرضبعدهاالسلكالأول
[7] نطبق شرط نقطة التعادل2 / x = 4 / (30 + x) ==> 4 x = 2 × (30 + x) = 60 + 2 x ==> 2 x = 60 ==> x = 30 cm خارج السلك الأولخارجالسلكالأول
[8] الاستنتاجتقع نقطة التعادل على بعد 30 cm خارج السلك الأول من الجهة المقابلة للسلك الثانينقطةالتعادلخارجالسلك
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأتذكر دائماً: نقطة التعادل تقع دائماً بالقرب من السلك ذي التيار الأضعف!تذكردائمانقطةالتعادل

★ مسألة اتزان سلك معلق في مجال مغناطيسي

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
المعطيات والمطلوبسلك كتلته لوحدة الأطول (m/L) تساوي 20 g/m يمر به تيار كهربي ومغمور أفقياً في مجال مغناطيسي منتظم كثافة فيضه 0.2 T عمودي على السلك. احسب شدة التيار المار في السلك لكي يظل معلقاً في حالة اتزان في الهواء دون دعم. (عجلة الجاذبية g = 10 m/s2)كتلتهلوحدةالأطولتساوي
•خطوات الحل والبرهان الفيزيائيخطواتالحلوالبرهانالفيزيائي
[1] شرط الاتزانالقوة المغناطيسية لأعلى (F_B) = قوة وزن السلك لأسفل (F_g)القوةالمغناطيسيةلأعلىالسلك
•[2] F_B = B × I × L × sin(90°) = B × I × L
•[3] F_g = m × g
[4] بمساواة القوتينB × I × L = m × g
[5] نقسم الطرفين على LB × I = (m / L) × g
[6] نحول كتلة وحدة الأطوال إلى kg/m(m / L) = 20 g/m = 0.020 kg/m
[7] نعوض بالقيم0.2 × I = 0.020 × 10 = 0.2
[8] إذاًشدة التيار I = 0.2 / 0.2 = 1.0 Aالتيار
[9] الاستنتاجيلزم مرور تيار شدته 1 أمبير في اتجاه محدد (تحدده قاعدة فليمنج لليد اليسرى بحيث تكون القوة لأعلى) ليتزن السلك تماماًيلزممرورتيارشدته
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ
  • سؤال شهير جداً: لكي تكون القوة المغناطيسية لأعلى
  • إذا كان المجال للداخل يكون اتجاه التيار لليمين طبقاً لقاعدة فليمنج لليد اليسرى!
سؤالشهيرتكونالقوة
وجه المقارنة السلك المستقيم الملف الدائري الملف اللولبي (الحلزوني)
شكل خطوط الفيض المغناطيسي دوائر متحدة المركز تتزاحم قرب السلك خطوط مستقيمة ومتوازية عند المركز خطوط مستقيمة متوازية ومحاذية للمحور
يشبه المجال المغناطيسي لـ أسطوانة مغناطيسية دائرية مغناطيس قصير أو قرص مستدير قضيب مغناطيسي طويل
قانون كثافة الفيض (B) B = (μ × I) / (2π × d) B = (μ × N × I) / (2r) B = (μ × N × I) / L = μ × n × I
العوامل المؤثرة طردياً شدة التيار ومعامل نفاذية الوسط شدة التيار، عدد اللفات، النفاذية شدة التيار، عدد اللفات، النفاذية
العوامل المؤثرة عكسياً البعد العمودي عن السلك (d) نصف قطر اللفة (r) طول محور الملف (L)
القاعدة المستخدمة للاتجاه قاعدة اليد اليمنى لأمبير البريمة اليمنى أو عقارب الساعة اليد اليمنى لأمبير أو عقارب الساعة

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

  • إذا كان التياران في نفس الاتجاه تكون القوة بينهما تجاذب، وإذا كانا متضادين تكون القوة تنافر.
  • عند ثبوت طول السلك، إعادة لفه ليتضاعف عدد لفاته تزيد كثافة الفيض عند المركز إلى أربعة أمثالها (B ∝ N2).
  • القوة المغناطيسية تنعدم تماماً عندما يكون السلك موازياً لخطوط المجال المغناطيسي (θ = 0).
  • إذا تساوى التياران في سلكين متوازيين متضادين في الاتجاه، تنعدم احتمالية وجود نقطة تعادل بينهما أو خارجهما.
  • قاعدة فليمنج لليد اليسرى تستخدم لتحديد اتجاه القوة والحركة، بينما اليد اليمنى لأمبير تحدد اتجاه المجال المغناطيسي.
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 11 / 12
🔬 مخططات ورسوم علمية تخصصية داعمة للفهم

🔬 مخططات ورسوم علمية تخصصية داعمة للفهم

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
•نقدم في هذا القسم رسوماً ومخططات بيانية توضيحية معتمدة لتعميق الاستيعاب البصري وتثبيت المفاهيم العلمية الأساسية وفق أحدث النماذج التعليمية التفاعليةنقدمالقسمرسوماومخططات
💡 إضاءة علمية وتطبيق تخصصييوضح الشكل تخطيط خطوط الفيض المغناطيسي الدائرية متحدة المركز حول سلك مستقيم يمر به تيار كهربي وتطبيق قاعدة اليد اليمنى لتحديد اتجاه المجال بدقةيوضحالشكلتخطيطخطوط
💡 إضاءة علمية وتطبيق تخصصييوضح الرسم اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك مستقيم يحمل تياراً موضوعاً عمودياً على فيض مغناطيسي وفق قاعدة اليد اليسرى لفليمنج (F = BIL sin θ)يوضحالرسماتجاهالقوة
الدرس الأول: المجال المغناطيسي لسلك مستقيم وملف دائري وملف لولبي · 12 / 12