الحث المغناطيسي لملف حلزوني ومرور التيار فيه

الحث المغناطيسي لملف حلزوني ومرور التيار فيه

نتابع في هذا الفصل خصائص المجالات المغناطيسية الناشئة عن تيار كهربائي ، لكننا سنقفز عن فصل " مجال ناشئ عن سلك دائري " ، وله أولوية ، إلى الفصل الحالي الذي يتحدث عن " تيار ملف حلزوني " لأن فهم الأخير يسهل فهمنا للأول .

نقصد بملف حلزوني ( Coil ) لفات من سلك معزول تم لفها على ورق مقوى بجانب بعضها بعضاً وتشكل في مجموعها أسطوانة ( شكل (1) ) إذا سرى تيار في اللفات وقربنا منها بوصلة فإن ما نلاحظه انحراف إبرة البوصلة دلالة على أن التيار الكهربائي أحدث مجالاً مغناطيسياً حوله . شكل (1)إن أول ما نعمله بعد معرفتنا بوجود المجال هو محاولة تخطيطه بواسطة بُرادة الحديد . سيفاجئنا المجال في شكله الذي لم نكن نتوقعه لكننا سنجد أنه مألوف لدينا ( شكل (2) ). إن معلومات الدارس تكفيه ليتذكر أن مجال الملف يشبه في شكله العام مجال مغناطيس دائم . شكل (3) يبين الاثنين معاً للمقارنة .

خطوط المجال المغناطيسي التي تحيط بملف حلزوني يمر فيه تيار ( ت )

تشابه المجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم دائم والمجال المغناطيسي لتيار يمر في ملف حلزوني ( اليسار ).

ماذا عن الحسابات المتعلقة بشدة المجال ( غ ) الناشئ عن تيار ملف . ستبين لنا بالتجارب المخبرية أن المجال داخل الملف هو مجال منتظم وأنه ضعيف عند نقاط قريبة من اللفات مثل النقطة ( أ ) في شكل (2). يمكننا بقليل من الصبر حساب قيمة المجال ( غ ) المنتظم ، لكننا سنترك للدارس فرصة ليشتق المعادلة المطلوبة بعد أن نعرض له مقدمة لطريقة سهلة تدخل فيها الحسابات الجبرية .

الحث المغناطيسي لملف حلزوني

الملف الحلزوني عبارة عن ملف لفاته متقاربة وعدد لفاته ( N ) وطوله ( ℓ ) ويمر به تيار كهربي شدته (I ) ففي هذه الحالة يكون الملف الحلزوني وكانه مغناطيس طويل له قطبان احدهما شمالي والاخر جنوبي ويتوقف نوع القطب واتجاه المجال على اتجاه التيار في الملف .

والمطلوب تعيين الحث المغناطيسي (B ) على محور الملف الحلزوني:

1ـ يتناسب الحث المغناطيسي (B ) طرديا مع كل من شدة التيار (I ) وعدد لفات الملف (N)

2ـ يتناسب الحث المغناطيسي (B ) عكسيا مع طل الملف ( ℓ )

وهذا يمكن تمثيل ذلك رياضيا:    

حيث ان: B α I

وايضا B α N

وكذلك 

فتكون العلاقة هي: 
ومنها تكون ....  

ويمكن الاشارة الى ان النسبة بين عدد اللفات الى طول الملف تسمى عدد اللفات لوحدة الاطوال ( n)
حيث: 

فتكون العلاقة بالشكل:

** ملحوظة هامة:

يختلف حساب الحث المغناطيسي (B ) باختلاف موقع النقطة على محور (او طول) الملف الحلزوني:

1ـ الحث المغناطيسي عند منتصف الملف هو: 

 2ـ الحث المغناطيسي عند احد طرفي الملف هو:

·       مثال:

     ملف حلزوني طويل عدد لفاته 200 لفة في السنتيمتر يحمل تيارا مقداره 1.5 A  احسب الحث المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي: أ) عند منتصف الملف         ب) عند احد طرفي الملف.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

يمكنكم من الصفحة التالية تحميل :

كتب في الكهرومغناطيسية pdf

تعديل المقال