.png "الحمد لله"){kind=small}
⚡ القوة الدافعة الكهربية المستحثة في سلك مستقيم
في هذا الدرس من فيزياء الصف الثالث الثانوي، نتعرف على قاعدة فلمنج لليد اليمنى، وطريقة حساب EMF المتولدة في سلك مستقيم يتحرك في مجال مغناطيسي.
.jpg)
عندما يتحرك سلك مستقيم داخل مجال مغناطيسي منتظم، تتولد فيه قوة دافعة كهربية مستحثة (emf)، ما يؤدي لمرور تيار مستحث (إذا كانت الدائرة مغلقة).
🧭 قاعدة فلمنج لليد اليمنى
تُستخدم لتحديد اتجاه التيار المستحث:
- السبابة: تشير لاتجاه المجال المغناطيسي
- الإبهام: يشير لاتجاه حركة السلك
- باقي الأصابع: تشير لاتجاه التيار المستحث
مثال: إذا كان السلك يتحرك نحو يمين الصفحة والفيض للداخل (×)، فإن التيار يكون من b إلى a، وجهد a أعلى من b.
📐 قانون حساب emf في سلك مستقيم
emf = - B L v sin(θ)
- B: كثافة الفيض المغناطيسي
- L: طول السلك
- v: السرعة
- θ: الزاوية بين اتجاه السرعة والفيض
🔹 أقصى قيمة للـ emf → عندما تكون الحركة عمودية على الفيض (θ = 90)
🔹 تنعدم emf → عندما تكون الحركة موازية للفيض (θ = 0)
🧪 استنتاج العلاقة
من التغير في الفيض المقطوع: ∆ϕ = B × L × ∆x
emf = - (∆ϕ / ∆t) → emf = - B L v sin(θ)
📋 مقارنة بين الحالتين:
| شكل الموصل | اتجاه التيار المستحث | القاعدة المستخدمة | الجهد الأعلى | القانون |
|---|---|---|---|---|
| سلك مستقيم يتحرك في مجال | من a إلى b | فلمنج اليمنى | b أعلى من a | emf = - B L v sin(θ) |
| سلك يتحرك داخل ملف | من a إلى b | قاعدة لنز | a أعلى من b | emf = - N (∆ϕ / ∆t) |
🔢 مسائل محلولة
🧮 مثال 1: سلك طوله 0.2 m يتحرك بسرعة 4 m/s عموديًا على مجال كثافته 0.2 T، وقيمة emf = 0.08 V، احسب الزاوية بين الحركة والفيض.
الحل: emf = B L v sin(θ) → sin(θ) = emf / (B L v) = 0.08 / (0.2 × 0.2 × 4) = sin(30°)
الزاوية = 30°
🧮 مثال 2: قضيب يتحرك بسرعة 200 cm/s بين سلكين متوازيين ببُعد 50cm، ومقاومة 3Ω، والفيض 0.15 T.
الحل:
- emf = B L v = 0.15 × 0.5 × 2 = 0.15 V
- I = emf / R = 0.15 / 3 = 0.05 A
- F = B I L = 0.15 × 0.05 × 0.5 = 3.75 × 10-3 N
🔁 مقارنة بين طريقتين لتوليد emf
- سلك مستقيم: emf = - B L v
- ملف دائري: emf = - N (∆ϕ / ∆t)
📌 سؤال مفاهيمي:
س: هل يمكن أن يتحرك السلك دون تولد تيار؟
نعم، إذا كانت الدائرة مفتوحة → لا يوجد تيار مستحث رغم وجود emf.
فيديو الدرس
📌 ماذا تريد أن تفعل بعد انتهاء الدرس؟
.png "الحمد لله")