اكتشف العالم أورستد عام 1819 أن مرور تيار كهربي في موصل يولد حوله مجالاً مغناطيسياً. ندرس في هذا الدرس كثافة الفيض المغناطيسي (B) وقوانينها الرياضية وقواعد تحديد الاتجاه (أمبير لليد اليمنى، والبريمة اليمنى، وعقارب الساعة) لكل من السلك المستقيم والملف الدائري والملف الحلزوني.
🌳 شجرة التصنيفات والمفاهيم الهيكلية (Hierarchy Concept Tree)
خريطة ذهنية هيكلية مستوحاة من أسلوب كبار معلمي الثانوية العامة ونظم التعلم الحديثة لتنظيم استيعاب الطالب قبل الخوض في التفاصيل:
📋 سبورة الأستاذ الذهبية وتريكات الامتحان (The Master Teacher's Blackboard)
أسلوب كبار معلمي الثانوية العامة • يوتيوب- ⚡ الربط المنطقي في أسئلة الفيزياء: حدد القانون الفيزيائي المباشر وتأكد من ثبات باقي المتغيرات قبل الحكم على العلاقة الطردية أو العكسية.
- ⚡ ميل الرسوم البيانية (Slope): اكتب القانون الفيزيائي على صورة y = m x واستخرج المعنى الفيزيائي للميل بدقة متناهية.
- ⚡ تحويل الوحدات الدولية: انتبه للبادئات المترية (ميكرو، نانو، سم² إلى م²) قبل التعويض الرياضي في الآلة الحاسبة.
01 أولًا: الفيض المغناطيسي (Φm) وكثافة الفيض لسلك مستقيم
الفيض المغناطيسي (Φm): العدد الكلي لخطوط الفيض المغناطيسي التي تمر عمودياً خلال مساحة معينة (A): Φm = B · A · sin θ (حيث θ هي الزاوية المحصورة بين خطوط المجال ومستوى الملف). وحدة القياس: الويبر (Weber = T · m2).
كثافة الفيض المغناطيسي لسلك مستقيم (قانون أمبير الدائري):
خطوط الفيض حول سلك مستقيم هي دوائر متحدة المركز مركزها هو محور السلك، وتتزاحم بالقرب من السلك وتتباعد بالبعد عنه:
\[ B = \frac{\mu \cdot I}{2\pi d} \]
حيث μ معامل النفاذية المغناطيسية للهواء = 4π × 10-7 Wb/A·m، و I شدة التيار، و d البعد العمودي عن السلك. وتحدد اتجاه خطوط المجال قاعدة اليد اليمنى لأمبير.
نقطة التعادل (Neutral Point): نقطة ينعدم عندها الفيض المغناطيسي المحصل (Btotal = 0)؛ تقع دائماً في منطقة طرح وتكون أقرب للسلك الأقل في شدة التيار. وإذا مر تياران متساويان في اتجاهين متعاكسين لا تتكون نقطة تعادل بينهما بل تقع خارجهما.
02 ثانيًا: المجال المغناطيسي للملف الدائري والملف اللولبي
| وجه المقارنة | الملف الدائري (Circular Coil) | الملف اللولبي الحلزوني (Solenoid) |
|---|---|---|
| شكل خطوط المجال | تفقد دائريتها بالقرب من المحور وتصبح خطوطاً مستقيمة متوازية موازية لمحور الملف ومتعامدة على مستواه (مجال منتظم عند المركز). يشبه مجال قرص مصمت أو مغناطيس قصير. | خطوط مستقيمة متوازية وموازية لمحور الملف في الداخل، وتنحني في الخارج في مسارات مقفلة من القطب الشمالي للجنوبي كـ قضيب مغناطيسي طويل. |
| قانون كثافة الفيض (B) | \[ B = \frac{\mu \cdot N \cdot I}{2r} \] (حيث r نصف قطر الملف، و N عدد اللفات) | \[ B = \frac{\mu \cdot N \cdot I}{L} = \mu \cdot n \cdot I \] (حيث L طول الملف، و n عدد اللفات في وحدة الأطوال) |
| قواعد تحديد الاتجاه | 1. البريمة اليمنى لماكسويل: دوران البريمة في اتجاه التيار يشير اندفاعها لاتجاه المجال. 2. حركة عقارب الساعة: إذا مر التيار مع عقارب الساعة فالوجه جنوبي S، وعكس عقارب الساعة فالوجه شمالي N. | نفس القواعد، وقاعدة اليد اليمنى لأمبير المعكوسة (الأصابع مع اتجاه التيار والإبهام يشير للقطب الشمالي N). |
⚠️ فخاخ وزارية شائعة ونقاط دقيقة في الامتحانات 2026/2027
- الخلط في وحدات القياس: انتبه دائماً إلى تحويل الوحدات الدولية القياسية قبل التعويض في القوانين.
- قراءة السؤال حتى الكلمة الأخيرة: احذر من كلمات النفي والاستثناء مثل (عدا، ما عدا، ليس من، لا ينطبق).
- التمييز بين النتيجة والسبب: فسر الظواهر بناءً على الأساس العلمي المباشر ولا تكتفِ بالوصف السطحي.
💡 الكبسولة الذهبية للمراجعة المركزة ليلة الامتحان
تم استخلاص وتكثيف نواتج التعلم في هذا الدرس لتمكين الطالب من تثبيت المفاهيم البنيوية الأساسية وحل الأسئلة المدمجة متعددة المستويات في أقل من دقيقة لكل سؤال.
تحدَّ نفسك: تقييمات وزارية تفاعلية على هذا الدرس
أسئلة تفاعلية حصرية على نمط الاختبار الوزاري 2026/2027 مبنية على محتوى هذا الدرس فقط، مع التفسير العلمي وسبب صحة أو خطأ كل خيار.
نقطة التعادل بين سلكين مستقيمين متوازيين يمر فيهما تيار كهربي في نفس الاتجاه تقع دائماً:
ملف دائري نصف قطره (r) وعدد لفاته (N) يمر به تيار (I) ومجاله B؛ إذا أُبعدت لفاته بانتظام ليتحول لملف لولبي طوله (L = 20 r)، فإن كثافة الفيض عند محوره تصبح:
يقاس الفيض المغناطيسي (Φm) بوحدة الويبر (Weber) والتي تكافئ فيزيائياً:
إذا زادت شدة التيار المار في سلك مستقيم للضعف ونقص البعد العمودي عن السلك للنصف، فإن كثافة الفيض المغناطيسي:
سلك نحاسي منتظم المقطع مقاومته الكهربية R، سُحب بانتظام حتى أصبح طوله ثلاثة أمثال طوله الأصلي مع ثبوت حجمه ودرجة حرارته، فإن مقاومته الكهربية الجديدة تصبح مساوية:
هل أنت جاهز لخوض الاختبار الوزاري الكامل وبنك الـ 300 سؤال؟
اختبر استيعابك الشامل مع المؤقت الزمني وحساب الدرجات والمراجعة التفصيلية لكل سؤال.
🚀 ابدأ بنك الأسئلة الشامل (300+ سؤال) الآن