أهداف الدرس ومخرجات التعلم
- أن يحدد الطالب اتجاه وشكل المجال المغناطيسي حول سلك مستقيم، ملف دائري، وملف لولبي.
- أن يحسب القوة المغناطيسية وعزم الازدواج المغناطيسي وعزم ثنائي القطب.
- أن يشرح فكرة عمل وتركيب الجلفانومتر الحساس وكيفية تحويله إلى أميتر، فولتميتر، وأوميتر.
1. المجال المغناطيسي لسلك مستقيم يحمل تياراً
يتولد حول السلك المستقيم خطوط فيض مغناطيسي على هيئة دوائر متحدة المركز مركزها محور السلك، وتتزاحم بالقرب من السلك وتتباعد كلما ابتعدنا عنه وفق قانون أمبير الدائري: B = μ I / (2 π d).
2. المجال المغناطيسي للملف الدائري والملف اللولبي
في الملف الدائري تشبه خطوط الفيض عند المركز خطوطاً مستقيمة موازية لمحور الملف (B = μ N I / 2r)، بينما في الملف اللولبي يكون المجال داخل تجويف الملف منتظماً وموازياً لمحوره تماماً (B = μ N I / L = μ n I).
3. القوة المغناطيسية وعزم الازدواج
عند وضع سلك يحمل تياراً في مجال مغناطيسي خارجي، تؤثر عليه قوة مغناطيسية متعامدة على اتجاه السلك والمجال تحسب من: F = B I L sin(θ) ويحدد اتجاهها بقاعدة فليمنج لليد اليسرى.
4. أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر)
يعتمد الجلفانومتر الحساس ذو الملف المتحرك على عزم الازدواج المغناطيسي المؤثر على ملف قابل للدوران في مجال مغناطيسي قطري منتظم (أنصاف أقطار)، مما يجعل تدريجه منتظماً وعزم الازدواج ثابتاً في أي زاوية.
