أسئلة: المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربي

الإجابة الصحيحة: التيار الكهربي المتحرك يُنتج مجالًا مغناطيسيًا حوله

أثبت أورستد انحراف إبرة البوصلة بالقرب من سلك يمر به تيار، مما يدل على تولد مجال مغناطيسي.

الإجابة الصحيحة: دوائر متحدة المركز حول السلك

خطوط المجال حول سلك مستقيم يمر به تيار دوائر متحدة المركز في مستوى عمودي على السلك، مركزها السلك.

الإجابة الصحيحة: اتجاه خطوط المجال المغناطيسي

في قاعدة اليد اليمنى للسلك المستقيم يشير الإبهام إلى اتجاه التيار، وتلتف الأصابع في اتجاه خطوط المجال المغناطيسي.

الإجابة الصحيحة: التسلا

وحدة كثافة الفيض المغناطيسي هي التسلا ($1\,T = 1\,Wb/m^2$)؛ أما الويبر فوحدة الفيض المغناطيسي نفسه.

الإجابة الصحيحة: $4 \times 10^{-6} \text{ T}$

$B = (4\pi \times 10^{-7} \times 2) / (2\pi \times 0.1) = (2 \times 10^{-7} \times 2) / 0.1 = 4 \times 10^{-6} \text{ T}$.

الإجابة الصحيحة: عدد اللفات

عند مركز الملف الدائري $B = \frac{\mu_0 N I}{2R}$، فيتناسب $B$ طرديًا مع عدد اللفات $N$ وعكسيًا مع نصف القطر.

الإجابة الصحيحة: تقل للنصف

$B = \frac{\mu_0 N I}{2R}$، فبمضاعفة $R$ إلى $2R$ مع ثبات $N$ و$I$ تقل $B$ إلى النصف.

الإجابة الصحيحة: منتظمًا تقريبًا وموازيًا لمحور الملف

داخل الملف اللولبي الطويل تتراكب مجالات اللفات فيصبح المجال منتظمًا تقريبًا وموازيًا لمحور الملف.

الإجابة الصحيحة: $B = \mu_0 n I$

داخل الملف اللولبي $B = \mu_0 n I$ حيث $n$ عدد اللفات لكل وحدة طول؛ أما $\frac{\mu_0 I}{2\pi r}$ فللسلك المستقيم و$\frac{\mu_0 N I}{2R}$ لمركز الملف الدائري.

الإجابة الصحيحة: 500 لفة/م

$n = N / l = 100 / 0.2 = 500$.

الإجابة الصحيحة: $4\pi \times 10^{-7} \text{ T.m/A}$

$\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \text{ T.m/A}$؛ أما $8.85 \times 10^{-12}$ فهي سماحية الفراغ الكهربية $\varepsilon_0$.

المعطيات: $I = 10 \text{ A}$, $r = 0.05 \text{ m}$. القانون: $B = (\mu_0 I) / (2\pi r)$. التعويض: $B = (4\pi \times 10^{-7} \times 10) / (2\pi \times 0.05) = (2 \times 10^{-6}) / 0.05 = 4 \times 10^{-5} \text{ T}$.

المعطيات: $N = 50$, $R = 0.05 \text{ m}$, $I = 4 \text{ A}$. القانون: $B = (N \mu_0 I) / (2R)$. التعويض: $B = (50 \times 4\pi \times 10^{-7} \times 4) / (2 \times 0.05) = (800\pi \times 10^{-7}) / 0.1 = 8000\pi \times 10^{-7} = 8\pi \times 10^{-4} \approx 2.51 \times 10^{-3} \text{ T}$.

أولاً نحسب $n = N/l = 200/0.4 = 500 \text{ لفة/م}$. القانون: $B = \mu_0 n I$. التعويض: $B = 4\pi \times 10^{-7} \times 500 \times 2 = 4\pi \times 10^{-4} \approx 1.26 \times 10^{-3} \text{ T}$.

نلف أصابع اليد اليمنى في اتجاه التيار المار في حلقات الملف الدائري، فيشير الإبهام المفرود إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي عند مركز الملف.

في السلك المستقيم، $B$ تتناسب عكسيًا مع المسافة $r$ من السلك. أما في الملف اللولبي، فالمجال يعتمد على عدد اللفات لكل وحدة طول ($n = N/l$) وشدة التيار $I$، ويكون المجال منتظمًا داخل الملف ولا يعتمد على المسافة من محور الملف.

لأن المجال المغناطيسي داخل الملف اللولبي يكون منتظمًا تقريبًا وموازيًا لمحور الملف، مما يشبه المجال بين قطبي مغناطيس دائم، كما يمكن التحكم في شدة هذا المجال من خلال تغيير شدة التيار المار فيه.