القوة والعزم على ملف مستطيل يحمل تيارًا

• ملف مستطيل abcd يمر به تيار I وطول ضلعيه الطوليين L وعرضه b موضوع في مجال منتظم B.
• نفترض أولًا أن مستوى الملف يوازي خطوط الفيض.
• الضلعان الموازيان لخطوط الفيض لا تؤثر عليهما قوة (F = 0).
• الضلعان العموديان على خطوط الفيض يتأثر كل منهما بقوة B I L.
• القوتان متساويتان في المقدار، متضادتان في الاتجاه، متوازيتان وغير واقعتين على خط عمل واحد.
• هذا يمثل ازدواجًا يدير الملف حول محوره.
• عزم الازدواج = إحدى القوتين × البعد العمودي بينهما:

\[\begin{gathered}τ = (B I L) \times b = B I A\end{gathered}\] (حيث A = L b مساحة الوجه)

• وإذا كان في الملف N لفة:

τ = B I A N

• وإذا مال مستوى الملف على الفيض فإن:

\[\begin{gathered}τ = B I A N \sin \theta \end{gathered}\]

• حيث θ هي الزاوية بين العمودي على مستوى الملف (اتجاه عزم ثنائي القطب) وخطوط الفيض.
• وحدة العزم نيوتن · متر (N·m).

حالات خاصة

• مستوى الملف يوازي المجال (θ = 90°): العزم أكبر ما يمكن: \[\begin{gathered}τ_{\,\text{max}} = B I A N\end{gathered}\].
• مستوى الملف عمودي على المجال (θ = 0°): العزم صفر لأن خطي عمل القوتين على استقامة واحدة.
• تستخدم فكرة عزم الازدواج في أجهزة القياس الكهربية ذات الملف المتحرك وفي المحرك الكهربي (يدرس في الفصل الثالث).