حجم ناقل الحث المغناطيسي يساوي النسبة. ما هو تحريض المجال المغناطيسي؟ ظهور مفهوم الحث المغناطيسي
معلومات عامة
وبطريقة مذهلة، يمكن لأفكار شخص واحد أن تؤثر على التطور اللاحق للمجتمع البشري ككل. كان مثل هذا الشخص هو مايكل فاراداي، الذي لم يكن ضليعًا في تعقيدات الرياضيات المعاصرة، ولكنه كان يفهمها تمامًا المعنى الجسديمعلومات عرفت في ذلك الوقت عن طبيعة الكهرباء والمغناطيسية بفضل مفهوم التفاعلات الميدانية الذي طرحه.
دعونا ننظر في التيار في أي دائرة. هذا التيار يخلق مجالا مغناطيسيا. إذا تغير التيار، يتغير المجال المغناطيسي أيضًا. الآن التغييرات حقل مغناطيسييخلق الحقل الكهربائي. قد يتساءل المرء عن تأثيرات هذا المجال الكهربائي على تيار معين. وبما أنه تأثير حثي تسببه الدائرة نفسها، فإننا نتحدث عن الحث الذاتي أو الحث الذاتي.
التمرين 1: يقترب ملف لولبي من نفس المحور، يمر به تيار، من ملف لولبي ثابت مغلق على نفسه. قارن اتجاه التيار المستحث في ملف لولبي ثابت مع اتجاه التيار المتدفق خلال ملف لولبي متحرك. قم بنفس التمرين إذا كنت بعيدًا.
إننا مدينون بوجود مجتمع حديث قائم على استخدام الكهرباء والمغناطيسية والديناميكا الكهربائية لمجموعة كاملة من العلماء الرائعين. ومن بينهم يجب أن نشير إلى أمبير، وأورستيد، وهنري، وجاوس، وفيبر، ولورنتز، وبالطبع ماكسويل. في النهاية، جمعوا علم الكهرباء والمغناطيسية في صورة واحدة، والتي كانت بمثابة الأساس لمجموعة كاملة من المخترعين الذين خلقوا بإبداعاتهم المتطلبات الأساسية لظهور مجتمع معلومات حديث.
احسب متوسط شدة التيار المستحث، مع العلم أن مقاومة الدائرة تساوي 50 Ω. الجلفانومتر لا يشير إلى مرور أي تيار. يأتي المغناطيس من الملف: يتغير الحث المغناطيسي B داخل الملف، والذي يعتبر منتظمًا قبل العملية وبعدها، من 1 T في 5 ثوانٍ. ما هو متوسط الجهد المستحث؟ مع العلم أن الجلفانومتر يعطي انحرافًا قدره 10 أقسام على مقياس متدرج عند مروره عبر تيار قدره 1 ميكروأمبير، يتساءل المرء عن متوسط انحراف الجلفانومتر أثناء اقتراب المغناطيس.
نحن نعيش محاطين بمحركات ومولدات كهربائية: فهي مساعدتنا الأولى في الإنتاج وفي النقل وفي الحياة اليومية. لا يمكن لأي شخص يحترم نفسه أن يتخيل وجوده بدون ثلاجة ومكنسة كهربائية و غسالة. الأولوية أيضًا هي فرن ميكروويف ومجفف شعر ومطحنة قهوة وخلاط وخلاط - والحلم النهائي - مفرمة لحم كهربائية وصانع خبز. وبطبيعة الحال، يعد مكيف الهواء أيضًا أمرًا مفيدًا للغاية، ولكن إذا لم يكن لديك المال لشرائه، فإن المروحة البسيطة ستفي بالغرض.
مقاومة الجلفانومتر هي 500 أوم. مطلوب حساب الحث المغناطيسي B عند المركز 0 لهذا الملف الطويل. حساب التدفق المستحث من خلال القسم الأساسي في الفرضيتين التاليتين. يتم لف 20 دورة من الموصل حول القلب. يتناقص التيار من 16 A إلى 0 في جزء من عشرين من الثانية. في الفرضيتين السابقتين، احسب متوسط الجهد المستحث في السلك.
أو كتعريف
التمرين 6 ملف ذو 200 دورة نصف قطرها 10 cm، موضوع في مجال حث منتظم غير معروف B، موصول بجلفانومتر باليستي لقياس كمية الكهرباء المستحثة في الملف.
- هل هذا المحرك يعمل أم مستمر؟
- احسب طاقة كهربائيةوالذي يظهر في السلسلة في نفس الوقت.
بعض الرجال لديهم احتياجات أكثر تواضعا إلى حد ما: الحلم النهائي للرجل الأكثر كفاءة هو المثقاب الكهربائي. البعض منا، يحاول دون جدوى تشغيل سيارة في درجة حرارة أربعين درجة صقيع ويعذب بداية التشغيل (محرك كهربائي أيضًا)، يحلم سرًا بشراء سيارة من إنتاج شركة Tesla Motors بمحركات كهربائية وبطاريات من أجل نسيان المشاكل إلى الأبد لمحركات البنزين والديزل.
يتم توصيل هذه الشرائح على التوالي بطرفي الجلفانومتر بإطار متحرك مقاومته 300 أوم. أثناء حركة الخلية، يظهر الجلفانومتر شدة قدرها 2 μA. الاستنتاج من هذه الملاحظة. التمرين 11. يتكون الملف اللولبي الذي يبلغ طوله 1 متر من طبقة واحدة من اللفات المتجاورة نصف قطرها 5 سم، مصنوعة من سلك موصل بقطر 1 مم ومقاومته ρ = 10-6 أوم.
حوليات الكيمياء والفيزياء. . لقد أصبح من المعروف في السنوات القليلة الماضية أن مفهوم جعل المادة عبارة عن تكتل من المراكز أو الإلكترونات المكهربة، التي توفر الاتصال اللازم بين الأثير، موقع المجالات الكهربائية والمغناطيسية، والمادة، مصدر ومستقبل الطاقة. التداخل الكهرومغناطيسي الذي ينقله الأثير. لورينز، الذي ساهم أكثر من أي شخص آخر في تطويرها، أعطى هذه النظرية ببساطة عرضًا بارعًا لقياس مدى التوليف الذي تم تحقيقه بالفعل.
المحركات الكهربائية موجودة في كل مكان: فهي ترفعنا في المصاعد، وتنقلنا في مترو الأنفاق والقطارات الكهربائية والترام وحافلات الترولي والقطارات عالية السرعة. يوصلون لنا المياه على أرضيات ناطحات السحاب، ويشغلون النوافير، ويضخون المياه من المناجم والآبار، ويدحرجون الفولاذ، ويرفعون الأثقال، ويعملون في الرافعات المختلفة. ويقومون بالكثير من الأشياء المفيدة الأخرى، من خلال تحريك الآلات والأدوات والآليات.
إن اهتمام الفيزيائيين، الذي انجذب بقوة إلى هذه النقطة بتنبؤات لورنتز الرائعة حول ظاهرة زيمان، قد زاد منذ الاكتشافات الحديثة التي أدت تجريبيا إلى مفهوم جسيم الكاثود، وهو أقل خاملة بألفي مرة من ذرة الهيدروجين، الإلكترون السالب الحقيقي. موجود في جميع المواد، وهو ما يؤدي إلى الأفكار النظرية السابقة بأبرز تأكيد تجريبي. وتتمثل المهمة اليوم في اتباع المسار الذي تم اكتشافه ببراعة قدر الإمكان واختبار قوة تقديم مفاهيم جديدة لإثبات ضرورتها، على الرغم من عدم الإشارة إليها بشكل كافٍ أو غير كاف.
حتى الهياكل الخارجية للأشخاص ذوي الإعاقة وللجيش يتم تصنيعها باستخدام المحركات الكهربائية، ناهيك عن جيش كامل من الروبوتات الصناعية والبحثية.
اليوم، تعمل المحركات الكهربائية في الفضاء - فقط تذكر المركبة الفضائية كيوريوسيتي. إنهم يعملون على الأرض، وتحت الأرض، وعلى الماء، وتحت الماء، وحتى في الهواء - ليس اليوم، ولكن غدًا (تم كتابة المقال في نوفمبر 2015) ستنهي طائرة Solar Impulse 2 أخيرًا رحلتها حول العالم، والمركبات الجوية بدون طيار على المحركات الكهربائية ببساطة لا توجد أرقام. فلا عجب أن شركات جادة للغاية تعمل الآن على خدمات توصيل البريد باستخدام طائرات بدون طيار.
وفي مجال الإشعاع فإن التقدم مستمر وملحوظ. علاوة على ذلك، فإن الجزيء، الذي يُنظر إليه على أنه نظام من الإلكترونات المتحركة، في حالة توازن ديناميكي، ومستقر في ظل أفعالها المتبادلة، يفسح المجال جيدًا لتفسير حقائق الكهرباء الساكنة، التي يمكن لنظامها، تحت تأثير مجال خارجي، أن يصبح مستقطبة نتيجة للتغير في توزيع الإلكترونات الموجبة والسالبة، والتي سوف تسيطر على الحركة المضطربة في المتوسط على طرفي نقيض من الجزيء في اتجاه المجال. إن خاصية الإلكترون الناتجة مباشرة عن معادلات هرتز، المتمثلة في تكوين مجال مغناطيسي عند إزاحته، تجعل من الممكن تصور تيار توصيل نتيجة لانتقال الإلكترونات المرتبطة أو غير المرتبطة بذرات المادة، وفقا ل الذي يكون الموصل كهربائيا أو معدنيا.
مرجع تاريخي
تم بناء البطارية الكيميائية في عام 1800 على يد الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا، والتي سُميت فيما بعد باسم "العمود الفولطي" نسبة إلى مخترعها، وتبين أنها كانت بمثابة "وفرة" للعلماء. لقد جعل من الممكن تحريك الشحنات الكهربائية في الموصلات، أي إنشاء تيار كهربائي. وتتابعت الاكتشافات الجديدة باستخدام العمود الفلطائي بشكل مستمر الواحدة تلو الأخرى في مختلف مجالات الفيزياء والكيمياء.
ومن وجهة النظر هذه، تتطور نظرية المعادن، المليئة بالوعد. أثبتت الظواهر المعقدة للمغناطيسية والمغناطيسية الثنائية حتى الآن أنها أكثر صعوبة في التحقيق، على الرغم من أن الإلكترونات التي تنجذب في الذرة في مدارات مغلقة هي للوهلة الأولى تمثيل بسيط لتيارات جسيمات أمبير، حيث توجه نفسها تحت تأثير مجال خارجي لتسبب المغناطيسية المستحثة. أو رد الفعل بالاستقراء، من الناحية النظرية فيبر، هو ضد خلق هذا المجال الخارجي، تماما مثل الأجسام المغناطيسية. أولئك الذين حاولوا تنفيذ هذه الفكرة وجدوها غير مثمرة.
وخلص طومسون إلى أن فرضية وجود الإلكترونات في حركة غير مستهلكة لا يمكن أن تعطي أي فكرة عن الظواهر الدائمة للمغناطيسية أو النفاذية المغناطيسية. وفقًا لطومسون، فإن حركة الإلكترونات، التي تتحلل بما يتناسب مع سرعتها، لسبب غير محدد، توفر المغناطيسية المسايرة. بالنسبة لفويجت، فإن الإلكترونات التي تدور حول نفسها وتعيق حركتها من خلال التأثيرات المستمرة تظهر مغناطيسية أو مغناطيسية اعتمادًا على ما إذا كان لديها فائض متوسط في الطاقة الكامنة أو الطاقة الحركية مباشرة بعد التأثير.
على سبيل المثال، حصل العالم الإنجليزي السير همفري ديفي في عام 1807، أثناء دراسته للتحليل الكهربائي لهيدروكسيدات الصوديوم والبوتاسيوم المنصهرة، على الصوديوم المعدني والبوتاسيوم. في وقت سابق، في عام 1801، اكتشف القوس الكهربائي، على الرغم من أن الروس يعتبرون مكتشفه فاسيلي فلاديميروفيتش بيتروف. وصف بتروف في عام 1802 ليس فقط القوس نفسه، ولكن أيضا قدراته تطبيق عمليلأغراض صهر ولحام المعادن واستخلاصها من الخامات وكذلك الإضاءة.
كوري: المغناطيسية الضعيفة، وهي شكل مخفف من المغناطيسية الحديدية، تختلف إلى درجة الحرارة المطلقة، ويتم ملاحظة ضعف المغناطيسية في جميع الحالات باستثناء البزموت، الذي لا يعتمد على درجة الحرارة تمامًا. ويبدو أن هذين القانونين، المختلفين تمامًا، يخلقان فرقًا عميقًا بين الخاصيتين ويتطلبان تفسيرًا واضحًا جدًا لهما. لنفترض أن الجزيئات في الجزيء تتحرك في مدارات مغلقة، مستوعبة من حيث المجال المغناطيسي الناشئ على مسافة من التيارات المغلقة المتدفقة عبر هذه المدارات.
لكن الاكتشاف الأكثر أهمية تم تحقيقه من قبل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد: في 21 أبريل 1820، أثناء عرض التجارب في محاضرة، لاحظ انحراف إبرة البوصلة المغناطيسية عند تشغيل وإيقاف تيار كهربائي يتدفق من خلال موصل على شكل سلك. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تأكيد العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية.
هذه، التي أكدتها التجربة تمامًا، تترجم إلى لغة رياضية وجود تيار الإزاحة وظاهرة التحريض لماكسويل، والتي بموجبها يكون أي تغيير في أحد المجالين الكهربائي أو المغناطيسي في الفراغ كافيًا لإنشاء المجال الآخر.
تكامل المجال الكهربائي على طول حلقة مغلقة يساوي المشتق الزمني لتدفق القوة المغناطيسية التي تمر عبر الدائرة. تكامل المجال المغناطيسي على طول حلقة مغلقة يساوي المشتق الزمني للعقوبة قوة كهربائية، الذي يمر عبر الدائرة. تفترض العبارة الأخيرة أن السطح الذي تحده الدائرة التي يتم حساب التدفق عليها لا يخضع لأي شحنة كهربائية بواسطة أي إلكترون. بالإضافة إلى ذلك، فإن المجال المغناطيسي H في M يمس بالضرورة مماس الدائرة، أي. طبيعي بالنسبة لمستوى الشكل، حيث من الواضح أن النظام بأكمله متراكب على صورته بالنسبة إلى هذا المستوى والمجال المغناطيسي، الذي له تماثل أسطوانة دوارة، ليس له سوى مستوى تماثل طبيعي في اتجاهه.
الخطوة التالية اتخذها الفيزيائي الفرنسي أندريه ماري أمبير بعد بضعة أشهر بعد أن تعرف على تجربة أورستد. إن مسار تفكير هذا العالم، المبين في الرسائل التي أرسلها واحدة تلو الأخرى إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم، مثير للفضول. في البداية، من خلال مراقبة دوران إبرة البوصلة على موصل يحمل التيار، اقترح أمبير أن مغناطيسية الأرض ناتجة أيضًا عن التيارات التي تتدفق حول الأرض في الاتجاه من الغرب إلى الشرق. ومن هذا استنتج أن الخصائص المغناطيسية للجسم يمكن تفسيرها من خلال تداول التيار داخله. علاوة على ذلك، خلص أمبير بجرأة تامة إلى أن الخواص المغناطيسية لأي جسم يتم تحديدها من خلال التيارات الكهربائية المغلقة بداخله، وأن التفاعل المغناطيسي لا ينجم عن شحنات مغناطيسية خاصة، ولكن ببساطة عن طريق حركة الشحنات الكهربائية، أي عن طريق التيار.
وفي جميع الحالات الأخرى، سيكون هرتز متغيرًا، وتصبح كمية الاهتمام قيمتها المتوسطة، هرتز، كدالة للوقت. وبالتالي، فإن تيار الجسيم يعادل من حيث إنتاج هذا المجال المتوسط مغناطيسًا أوليًا لحظيًا.
وسوف يتوافق مع تيار بيليه مماثل لكل من الإلكترونات التي تتحرك في الجزيء، ومن حيث متوسط المجال المغناطيسي على مسافة سيكون مكافئًا لمغناطيس عزم الدوران الناتج يساوي المجموع الهندسي لعزوم الدوران التي تم الحصول عليها كل مدار. يمكن أن تكون هذه العزم الناتجة مساوية للصفر إذا ألغت التيارات الهدبية المختلفة، من خلال التماثل الداخلي، بعضها البعض لمتوسط تأثيرها على مسافة، فإن هذا التعويض لا يمنع وجود التيارات الموجودةالجسيمات والجزيئات مجال كهرومغناطيسي أكثر أو أقل تعقيدًا على مسافات مماثلة لحجمها.
بدأ أمبير على الفور دراسة تجريبية لهذا التفاعل ووجد أن الموصلات ذات التيار الذي يتدفق في اتجاه واحد تنجذب، وفي الاتجاه المعاكس تتنافر. الموصلات المتعامدة بشكل متبادل لا تتفاعل مع بعضها البعض.
من الصعب مقاومة الاستشهاد بالقانون الذي اكتشفه أمبير في صياغته الخاصة:
تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي الموحد في الحجم لمثل هذا الجزيء المحايد مغناطيسيًا ككل، فإنه لن يميل إلى توجيه نفسه، ولن يكون هناك مغناطيسية مسايرة، ولا كوري لتغيير المغناطيسية المنخفضة مع درجة الحرارة. كوري مع اسطوانة دوارة. الجزيئات ذات التناظر الأعلى ستكون مغناطيسية بحتة؛ في المقابل، فإن تلك التي تكون مجموعتها التناظرية هي المجموعة البينية لأسطوانة دوارة قد تكون مغناطيسية مسايرة. وهذا ما يفسر الفرق العميق بين فئتي الجزيئات والمغناطيسية المسايرة، في أقرب وقت ممكن، تخفي الديناميكية المغناطيسية تمامًا دون أي انتقال بين الفئتين: جميع الثوابت البارامغناطيسية التجريبية كبيرة جدًا مقارنة بالثوابت المغناطيسية.
"إن قوة التفاعل بين الشحنات المتحركة تتناسب طرديا مع حاصل ضرب هذه الشحنات، وعكسيا مع مربع المسافة بينها، كما في قانون كولوم، ولكنها تعتمد أيضا على سرعات هذه الشحنات واتجاهها. حركتهم."
وهكذا تم اكتشاف القوى الأساسية التي تعتمد على السرعة في الفيزياء.
عدم تناسق الأسطوانة الدوارة موجود أو غير موجود. دعونا أولا نحدد ما سنسميه الحركة الشاملة للجزيء، أو الترجمة أو الدوران. سيحتوي التركيب الجزيئي على إلكترونات من فئتين على الأقل، موجبة وسالبة، حيث أن الجزيء محايد كهربائيًا.
والترجمة العامة سيكون لها مكونات. وبالتالي فإن الطاقة الحركية المقابلة لهذه الترجمة الشاملة. يتم تحديد مكونات أوميغا وأوميغا وأوميغا للسرعة الزاوية الكلية للدوران بمعادلات مماثلة. والطاقة الحركية لدوران هذه المجموعة.
لكن الاختراق الحقيقي في علم الكهرباء والمغناطيسية كان اكتشاف مايكل فاراداي لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي - ظهور تيار كهربائي في دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يمر عبرها. وبغض النظر عن فاراداي، فقد اكتشف جوزيف هنري أيضًا ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي في عام 1832، والذي اكتشف في نفس الوقت ظاهرة الحث الذاتي.
ملامح سلوك المجال المغناطيسي في المغناطيس
وهذا لن يكون بالضرورة هو نفسه مع أجزاء الزخم المتعلقة أنواع مختلفةالإلكترونات. إذا سمح بنوعين فقط. وستكون العزم المغناطيسي الناتج حسب المعادلة والتعبير المعروف لسرعة المنطقة. سيكون لدينا، لأن مركز الجاذبية يحافظ على حركة موحدة في ظل هذه الظروف. إذا كان للجزيء عزم صافي صفر، أو إذا لم يكن لديه حركة صافية وبالتالي يحافظ في المتوسط على تكوين ثابت وعزم مغناطيسي ثابت في الحجم والاتجاه، فسيكون الحد الثاني من المعادلة السابقة غير صالح.
تم تنفيذ عرض فاراداي العام في 29 أغسطس 1831 على تركيب اخترعه، يتكون من عمود فلطائي، ومفتاح، وحلقة حديدية، عليها ملفان متطابقان من سلك نحاس. تم توصيل أحد الملفين بالبطارية من خلال مفتاح، وتم توصيل جلفانومتر بنهايتي الآخر. عند تشغيل وإيقاف التيار، اكتشف الجلفانومتر ظهور تيار باتجاهات مختلفة في الملف الثاني.
في تجارب فاراداي، ظهر أيضًا تيار كهربائي، يسمى التيار المستحث، عند إدخال مغناطيس في ملف أو إزالته من ملف محمل على دائرة قياس. وبالمثل، ظهر التيار عندما تم إدخال/إخراج ملف أصغر به تيار من الملف الأكبر من التجربة السابقة. علاوة على ذلك، فإن اتجاه التيار التحريضي يتغير إلى العكس عند إدخال/تمديد مغناطيس أو ملف صغير مع التيار وفقا للقاعدة التي صاغها العالم الروسي إميل كريستيانوفيتش لينز. في عام 1833.
بناءً على تجاربه، اشتق فاراداي قانون القوة الدافعة الكهربائية، والذي سمي فيما بعد باسمه.
تم إعادة تفسير أفكار ونتائج تجارب فاراداي وتعميمها من قبل مواطن عظيم آخر - الفيزيائي والرياضي الإنجليزي اللامع جيمس كليرك ماكسويل - في معادلاته التفاضلية الأربع للديناميكا الكهربائية، والتي سميت فيما بعد بمعادلات ماكسويل.
تجدر الإشارة إلى أنه في ثلاث من معادلات ماكسويل الأربع، يظهر الحث المغناطيسي على شكل متجه المجال المغناطيسي.
الحث المغناطيسي. تعريف
الحث المغناطيسي هو كمية فيزيائية متجهة، وهي قوة مميزة للمجال المغناطيسي (تأثيره على الجسيمات المشحونة) عند نقطة معينة في الفضاء. إنه يحدد بأي قوة Fالمجال المغناطيسي يعمل على تهمة س، تتحرك بسرعة الخامس. يُشار إليه بحرف لاتيني في(يُنطق المتجه B) ويتم حساب القوة باستخدام الصيغة:
F = س [الخامس∙ب]
أين F-قوة لورنتز المؤثرة على المجال المغناطيسي المؤثر على الشحنة س; الخامس- سرعة حركة الشحن؛ ب- تحريض المجال المغناطيسي؛ [ الخامس × ب] - المنتج المتجه للنواقل الخامسو ب.
جبريا يمكن كتابة التعبير على النحو التالي:
F = س∙الخامس∙ب∙الخطيئةα
أين α - الزاوية بين السرعة ومتجهات الحث المغناطيسي. اتجاه المتجهات Fمتعامدًا عليهما وموجهًا وفقًا لقاعدة اليد اليسرى.
الحث المغناطيسي هو السمة الأساسية الرئيسية للمجال المغناطيسي، على غرار ناقل شدة المجال الكهربائي.
في النظام الدولي للوحدات SI، يتم قياس تحريض المجال المغناطيسي بالتسلا (T)، في نظام CGS - بالجاوس (G)
1 طن = 10⁴ جرام
يمكن العثور على كميات أخرى لقياس الحث المغناطيسي المستخدمة في التطبيقات المختلفة، وتحويلاتها من كمية إلى أخرى، في محول الوحدات الفيزيائية.
تسمى أدوات القياس المستخدمة في قياس حجم الحث المغناطيسي بمقاييس التيسلاميتر أو أجهزة قياس الغاز.
تحريض المجال المغناطيسي. فيزياء الظواهر
اعتمادًا على التفاعل مع المجال المغناطيسي الخارجي، تنقسم جميع المواد إلى ثلاث مجموعات:
- ديامغناطيس
- بارامغناطيسية
- المغناطيسات الحديدية
مصطلحات diamagnetism وparamagnetism تم تقديمها من قبل فاراداي في عام 1845. لقياس هذه التفاعلات، تم تقديم مفهوم النفاذية المغناطيسية. تم تقديمه في نظام SI مطلقالنفاذية المغناطيسية، تقاس بـ Gn/m، و نسبينفاذية مغناطيسية بلا أبعاد، تساوي نسبة نفاذية وسط معين إلى نفاذية الفراغ. بالنسبة للمواد المغناطيسية، تكون النفاذية المغناطيسية النسبية أقل قليلاً من الوحدة، وبالنسبة للمواد البارامغناطيسية، فهي أكبر قليلاً من الوحدة. في المغناطيسات الحديدية، تكون النفاذية المغناطيسية أكبر بكثير من الوحدة وهي غير خطية.
ظاهرة نفاذية مغناطيسيةتكمن في قدرة المادة على مقاومة تأثيرات المجال المغناطيسي الخارجي بسبب مغنطتها ضد اتجاهها. وهذا يعني أن المواد المغناطيسية يتم صدها بواسطة المجال المغناطيسي. في هذه الحالة، تكتسب ذرات أو جزيئات أو أيونات المادة ذات النفاذية المغناطيسية عزمًا مغناطيسيًا موجهًا ضد المجال الخارجي.
ظاهرة بارامغناطيسيةتكمن في قدرة المادة على أن تكون ممغنطة عند تعرضها لمجال مغناطيسي خارجي. على عكس المواد المغناطيسية، تنجذب المواد البارامغناطيسية إلى المجال المغناطيسي. وفي هذه الحالة تكتسب ذرات أو جزيئات أو أيونات المادة البارامغناطيسية عزمًا مغناطيسيًا في الاتجاه المتوافق مع اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. عند إزالة المجال، لا تحتفظ المواد البارامغناطيسية بالمغنطة.
ظاهرة المغناطيسية الحديديةيتكون من قدرة المادة على المغنطة تلقائيًا في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي أو مغنطتها تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي والاحتفاظ بالمغنطة عند إزالة المجال. علاوة على ذلك، فإن معظم العزوم المغناطيسية للذرات أو الجزيئات أو الأيونات تكون متوازية مع بعضها البعض. ويستمر هذا الترتيب حتى تصل درجات الحرارة إلى ما دون نقطة حرجة معينة تسمى نقطة كوري. عند درجات حرارة أعلى من نقطة كوري لمادة معينة، تتحول المغناطيسات الحديدية إلى مغناطيسات بارامية.
النفاذية المغناطيسية للموصلات الفائقة هي صفر.
النفاذية المغناطيسية المطلقة للهواء تساوي تقريبًا النفاذية المغناطيسية للفراغ وفي الحسابات الفنية تعتبر مساوية لـ 4π 10 ⁻⁷ H/m
ملامح سلوك المجال المغناطيسي في المغناطيس
كما هو مذكور أعلاه، تخلق المواد المغناطيسية مجالًا مغناطيسيًا مستحثًا موجهًا ضد المجال المغناطيسي الخارجي. النفاذية المغناطيسية هي تأثير ميكانيكي كمي متأصل في جميع المواد. في البارامغناطيسات والمغناطيسات الحديدية، يتم تسويتها بسبب تأثيرات أخرى أقوى.
تشتمل المغناطيسات الثنائية، على سبيل المثال، على مواد مثل الغازات الخاملة والنيتروجين والهيدروجين والسيليكون والفوسفور والكربون الحراري؛ بعض المعادن - البزموت والزنك والنحاس والذهب والفضة. العديد من المركبات غير العضوية والعضوية الأخرى هي أيضًا ذات مغناطيسية، بما في ذلك الماء.
في المجال المغناطيسي غير المنتظم، يتم نقل المواد المغناطيسية إلى منطقة ذات مجال أضعف. يتم دفع خطوط القوة المغناطيسية خارج الجسم بواسطة مواد مغناطيسية. تعتمد ظاهرة الارتفاع المغناطيسي على هذه الخاصية. في مجال مغناطيسي قوي بما فيه الكفاية تم إنشاؤه بواسطة المغناطيس الحديث، يكون التحليق ممكنًا ليس فقط للمواد المغناطيسية المختلفة، ولكن أيضًا للكائنات الحية الصغيرة التي تتكون أساسًا من الماء.
نجح علماء من جامعة نيمينجن بهولندا، في تعليق ضفدع في الهواء في حقل ذي تحريض مغناطيسي يبلغ نحو 16 تسلا، وقام باحثون من مختبر ناسا، باستخدام مغناطيس على موصلات فائقة، برفع فأر، كما كائن بيولوجي، أقرب بكثير إلى الإنسان من الضفدع.
تظهر جميع الموصلات نفاذية مغناطيسية عند تعرضها لمجال مغناطيسي متناوب.
جوهر هذه الظاهرة هو أنه تحت تأثير المجال المغناطيسي المتناوب، يتم تحفيز تيارات إيدي في الموصلات - تيارات فوكو - الموجهة ضد عمل المجال المغناطيسي الخارجي.
ملامح سلوك المجال المغناطيسي في المغناطيس
إن تفاعل المجال المغناطيسي مع المغناطيسات البارامغناطيسية مختلف تمامًا. نظرًا لأن الذرات أو الجزيئات أو الأيونات ذات المغناطيسية البارامغناطيسية لها عزم مغناطيسي خاص بها، فإنها تصطف في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. يؤدي هذا إلى إنشاء مجال مغناطيسي ناتج أكبر من المجال الأصلي.
تشمل المواد الممغنطة الألومنيوم والبلاتين والمعادن القلوية والقلوية الأرضية والليثيوم والسيزيوم والصوديوم والمغنيسيوم والتنغستن، وكذلك سبائك هذه المعادن. الأكسجين وأكسيد النيتريك وأكسيد المنغنيز وكلوريد الحديديك والعديد من المركبات الكيميائية الأخرى هي أيضًا مركبات ممغنطة.
المواد البارامغناطيسية هي مواد مغناطيسية ضعيفة؛ نفاذيتها المغناطيسية أكبر قليلا من واحد. في المجال المغناطيسي غير المنتظم، يتم سحب المغناطيسات البارامغناطيسية إلى منطقة ذات مجال أقوى. في غياب المجال المغناطيسي، لا تحتفظ المواد البارامغناطيسية بالمغنطة، لأنه بسبب الحركة الحرارية، يتم توجيه العزوم المغناطيسية الجوهرية لذراتها أو جزيئاتها أو أيوناتها بشكل عشوائي.
ملامح سلوك المجال المغناطيسي في المغناطيسات الحديدية
نظرًا لخاصيتها المتأصلة في المغنطة التلقائية، تشكل المغناطيسات الحديدية مغناطيسات طبيعية معروفة للبشرية منذ العصور القديمة. يُعزى المغناطيس إلى خصائص سحرية، وقد تم استخدامه في مختلف الطقوس الدينية وحتى في تشييد المباني. النموذج الأول للبوصلة، الذي اخترعه الصينيون في القرنين الثاني والأول قبل الميلاد، استخدمه أسلاف الرواد الفضوليون لبناء المنازل وفقًا لقواعد فنغ شوي. بدأ استخدام البوصلة كوسيلة للملاحة في وقت مبكر من القرن الحادي عشر للسفر عبر الصحاري على طول طريق الحرير. وفي وقت لاحق، لعب استخدام البوصلة في الشؤون البحرية دورًا مهمًا في تطوير الملاحة واكتشاف أراضٍ جديدة وتطوير طرق تجارية بحرية جديدة.
المغناطيسية الحديدية هي مظهر من مظاهر الخواص الميكانيكية الكمومية للإلكترونات التي لها دوران، أي. العزم المغناطيسي ثنائي القطب الخاص. ببساطة، تتصرف الإلكترونات مثل المغناطيسات الصغيرة. كل غلاف إلكتروني مملوء للذرة يمكن أن يحتوي فقط على زوج من الإلكترونات ذات دوران معاكس، أي. يتم توجيه المجال المغناطيسي لهذه الإلكترونات في اتجاهين متعاكسين. وبسبب هذا، فإن الذرات التي تحتوي على عدد زوجي من الإلكترونات لديها عزم مغناطيسي إجمالي يساوي صفر، لذلك فإن الذرات التي لها غلاف خارجي غير مملوء وعدد غير زوجي من الإلكترونات هي فقط الذرات التي لها غلاف خارجي غير مملوء وعدد غير زوجي من الإلكترونات هي مغناطيسية حديدية.
تشمل المواد المغناطيسية الحديدية معادن المجموعة الانتقالية (الحديد والنحاس والنيكل) والمعادن الأرضية النادرة (الجادولينيوم والتيربيوم والديسبروسيوم والهولميوم والإربيوم)، بالإضافة إلى سبائك هذه المعادن. سبائك العناصر المذكورة أعلاه مع مواد غير مغنطيسية هي أيضًا مغنطيسية حديدية؛ سبائك ومركبات الكروم والمنغنيز ذات العناصر غير المغناطيسية، وكذلك بعض معادن مجموعة الأكتينيدات.
تمتلك المغناطيسات الحديدية قيمة نفاذية مغناطيسية أكبر بكثير من الواحد؛ إن اعتماد مغنطتها تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي هو أمر غير خطي وتتميز بظهور التباطؤ - إذا تمت إزالة عمل المجال المغناطيسي، تظل المغناطيسات المغناطيسية ممغنطة. لإزالة هذه المغنطة المتبقية، يجب تطبيق حقل في الاتجاه المعاكس.
يوضح الرسم البياني لاعتماد النفاذية المغناطيسية μ على شدة المجال المغناطيسي H في المغناطيس الحديدي، المسمى منحنى ستوليتوف، أنه عند شدة المجال المغناطيسي الصفرية H = 0، فإن النفاذية المغناطيسية لها قيمة صغيرة μ₀؛ ثم، مع زيادة التوتر، تزداد النفاذية المغناطيسية بسرعة إلى الحد الأقصى μ max، ثم تنخفض ببطء إلى الصفر.
كان رائد البحث في خصائص المغناطيسات الحديدية هو الفيزيائي والكيميائي الروسي ألكسندر ستوليتوف. في الوقت الحاضر، يحمل منحنى اعتماد النفاذية المغناطيسية على شدة المجال المغناطيسي اسمه.
تستخدم المواد المغناطيسية الحديثة على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا: تعتمد العديد من التقنيات والأجهزة على استخدامها وعلى استخدام ظاهرة الحث المغناطيسي. على سبيل المثال، في تكنولوجيا الكمبيوتر: كانت الأجيال الأولى من أجهزة الكمبيوتر تحتوي على ذاكرة على قلوب من الفريت، وتم تخزين المعلومات على أشرطة مغناطيسية وأقراص مرنة ومحركات أقراص ثابتة. ومع ذلك، لا يزال هذا الأخير يستخدم في أجهزة الكمبيوتر ويتم إنتاجه بمئات الملايين من الوحدات سنويًا.
تطبيقات الحث المغناطيسي في الهندسة الكهربائية والإلكترونية
في العالم الحديث، هناك العديد من الأمثلة على استخدام تحريض المجال المغناطيسي، في المقام الأول في هندسة الطاقة الكهربائية: في مولدات الكهرباء، ومحولات الجهد، وفي مختلف المحركات الكهرومغناطيسية أجهزة مختلفةوالأدوات والآليات، في تكنولوجيا القياس والعلوم، في مختلف المنشآت المادية لإجراء التجارب، وكذلك في أجهزة الحماية الكهربائية وإغلاق الطوارئ.
المحركات الكهربائية والمولدات والمحولات
في عام 1824، وصف عالم الفيزياء والرياضيات الإنجليزي بيتر بارلو المحرك أحادي القطب الذي اخترعه، والذي أصبح النموذج الأولي للمحركات الكهربائية الحديثة. التيار المباشر. يعد الاختراع أيضًا ذا قيمة لأنه تم تقديمه قبل وقت طويل من اكتشاف ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.
في الوقت الحاضر، تستخدم جميع المحركات الكهربائية تقريبًا قوة الأمبير، التي تؤثر على دائرة يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي، مما يؤدي إلى تحركها.
لإثبات ظاهرة الحث المغناطيسي، أنشأ فاراداي جهازًا تجريبيًا في عام 1831، وكان جزءًا مهمًا منه هو الجهاز المعروف الآن باسم محول حلقي. لا يزال مبدأ تشغيل محول فاراداي مستخدمًا في جميع محولات الجهد والتيار الحديثة، بغض النظر عن القوة والتصميم ونطاق التطبيق.
بالإضافة إلى ذلك، أثبت فاراداي علميا وأثبت تجريبيا إمكانية تحويل الحركة الميكانيكية إلى كهرباء باستخدام مولد التيار المباشر أحادي القطب الذي اخترعه، والذي أصبح النموذج الأولي لجميع مولدات التيار المباشر.
المولد الأول التيار المتناوبابتكرها المخترع الفرنسي هيبوليت بيكسي عام 1832. في وقت لاحق، بناء على اقتراح أمبير، تم استكماله بجهاز تبديل، مما جعل من الممكن الحصول على تيار مباشر نابض.
تعتمد جميع مولدات الطاقة الكهربائية تقريبًا التي تستخدم مبدأ الحث المغناطيسي على حدوث قوة دافعة كهربائية في حلقة مغلقة تقع في مجال مغناطيسي متغير. في هذه الحالة، إما أن يدور الجزء المتحرك المغناطيسي نسبة إلى ملفات الجزء الثابت الثابتة في مولدات التيار المتردد، أو تدور ملفات الجزء المتحرك نسبة إلى مغناطيس الجزء الثابت الثابت (نير) في مولدات التيار المباشر.
أقوى مولد في العالم، تم بناؤه عام 2013 لمحطة تايشان للطاقة النووية من قبل شركة DongFang Electric الصينية، ويمكنه توليد طاقة تبلغ 1750 ميجاوات.
بالإضافة إلى المولدات والمحركات الكهربائية من النوع التقليدي المرتبطة بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية وبالعكس، هناك ما يسمى بالمولدات والمحركات الهيدروديناميكية المغناطيسية التي تعمل بمبدأ مختلف.
المرحلات والمغناطيسات الكهربائية
أصبح المغناطيس الكهربائي، الذي اخترعه العالم الأمريكي ج. هنري، أول مشغل كهربائي وسلف المحرك المألوف جرس كهربائي. في وقت لاحق، على أساس ذلك، أنشأ هنري التتابع الكهرومغناطيسي، والذي أصبح أول جهاز تحويل تلقائي يتمتع بحالة ثنائية.
ميكروفون Shure الديناميكي المستخدم في موقع ويب استوديو الفيديو
عند إرسال إشارة التلغراف لمسافات طويلة، تم استخدام المرحلات كمكبرات صوت DC، وتبديل اتصال البطاريات الخارجية للمحطات المتوسطة لمزيد من إرسال الإشارات.
مكبرات الصوت والميكروفونات
في تكنولوجيا الصوت الحديثة، يتم استخدام مكبرات الصوت الكهرومغناطيسية على نطاق واسع، حيث يظهر الصوت نتيجة لتفاعل ملف متحرك متصل بالناشر، والذي من خلاله يتدفق تيار تردد صوتي، مع مجال مغناطيسي في فجوة مغناطيس دائم ثابت. ونتيجة لذلك، يتحرك الملف والموزع وينتجان موجات صوتية.
تستخدم الميكروفونات الديناميكية نفس تصميم الرأس الديناميكي، ولكن في الميكروفون، على العكس من ذلك، يوجد ملف متحرك مزود بموزع صغير يتأرجح تحت تأثير إشارة صوتية في فجوة مغناطيس دائم ثابت يولد إشارة صوتية كهربائية تكرار.
أدوات القياس وأجهزة الاستشعار
على الرغم من وفرة الرقمية الحديثة أدوات القياس، في تكنولوجيا القياس، لا تزال تستخدم الأجهزة الكهرومغناطيسية والكهرومغناطيسية والكهروديناميكية والديناميكية الحديدية والحثية.
تستخدم جميع الأنظمة من الأنواع المذكورة أعلاه مبدأ تفاعل المجالات المغناطيسية إما للمغناطيس الدائم مع مجال الملف الحامل للتيار، أو النواة الحديدية المغناطيسية مع مجالات الملفات الحاملة للتيار، أو المجالات المغناطيسية للملف الحامل للتيار لفائف.
ونظرًا للقصور الذاتي النسبي لأنظمة القياس هذه، فإنها قابلة للتطبيق لقياس القيم المتوسطة للكميات المتغيرة.
تحريض المجال المغناطيسي هو خاصية لقدرة المجال المغناطيسي على ممارسة قوة على موصل يحمل تيارًا. إنها كمية فيزيائية متجهة.
خلف اتجاه ناقل الحث المغناطيسييتم أخذ الاتجاه من القطب الجنوبي S إلى الشمال N للإبرة المغناطيسية، والتي يتم تأسيسها بحرية في المجال المغناطيسي.
يمكن تحديده من خلال قاعدة المثقاب: إذا كان اتجاه الحركة الانتقالية للمثقاب يتزامن مع اتجاه القوة الحالية في الموصل، فإن اتجاه دوران مقبض المثقاب يتزامن مع اتجاه ناقل الحث المغناطيسي.
خط الحث المغناطيسييُطلق على الخط أنه في أي نقطة يتم توجيه ناقل الحث المغناطيسي بشكل عرضي.
إذا كان لمتجه تحريض المجال المغناطيسي في جميع نقاط جزء معين من الفضاء نفس القيمة المطلقة ونفس الاتجاه، فإن المجال المغناطيسي في هذا الجزء من الفضاء يسمى متجانس. خطوط الحث المغناطيسي لمثل هذا المجال هي خطوط متوازية تقع على نفس المسافة من بعضها البعض.
خطوط تحريض المجال المغناطيسي لموصل مستقيم يحمل تيارًا هي دوائر تقع في مستويات متعامدة مع الموصل. تقع مراكز الدوائر على محور الموصل. يتم تحديد اتجاه الحث في هذه الحالة من خلال القاعدة التالية: إذا نظرت على طول الموصل الحامل للتيار في اتجاه التيار، فسيتم توجيه ناقل الحث المغناطيسي في اتجاه عقارب الساعة.
تظهر في الشكل خطوط الحث للمجال المغناطيسي الناتج عن ملف يحمل تيارًا. يدخل ناقل التحريض إلى الملف من الجانب الذي يبدو أن اتجاه التيار في لفات الملف يتوافق مع اتجاه عقارب الساعة.
خطوط الحث المغناطيسي ليس لها بداية ولا نهاية، فهي مغلقة دائمًا. يتم استدعاء الحقول ذات خطوط المجال المغلقة دوامة. ونتيجة لذلك، فإن المجال المغناطيسي هو دوامة. وهذا يتيح لنا أن نستنتج أن المجال المغناطيسي ليس له مصادر. لا توجد شحنات مغناطيسية مماثلة للشحنات الكهربائية في الطبيعة.
لقد ثبت تجريبيًا أن نسبة القيمة القصوى لمعامل القوة المؤثرة على موصل به تيار (قوة أمبير) إلى شدة التيار وإلى طول الموصل لا تعتمد على القوة في الموصل أو على قوة التيار. طول الموصل. تم أخذها كخاصية للمجال المغناطيسي في المكان الذي يوجد فيه الموصل - تحريض المجال المغناطيسي:
يتم تعريف وحدة الحث في هذه الحالة على أنها تحريض المجال المغناطيسي الذي تعمل فيه قوة أمبير قدرها 1 نيوتن على موصل بطول 1 متر بقوة تيار تبلغ 1 أ. وتسمى هذه الوحدة تسلا:
إذا قمنا بدراسة المجال المغناطيسي باستخدام إطار به تيار، فإن حجم ناقل الحث المغناطيسي يساوي نسبة لحظة القوى المؤثرة على الإطار مع التيار من المجال إلى منتج القوة الحالية في الإطار و منطقتها:
تعتبر وحدة الحث المغناطيسي هي الحث المغناطيسي للمجال الذي تعمل فيه لحظة القوة القصوى 1 على دائرة بمساحة 1 م 2 بتيار 1 أ.
يعتمد تحريض المجال المغناطيسي على الشكل الهندسي للموصل. وحدة تحريض المجال التي تم إنشاؤها بواسطة موصل مستقيم لا نهائي:
حيث r هي المسافة من الموصل.
وحدة تحريض المجال التي تم إنشاؤها بواسطة موصل على شكل دورة دائرية نصف قطرها R:
وحدة تحريض المجال الناتج عن ملف لولبي بطول l وعدد اللفات N:
في جميع الصيغ: I - القوة الحالية، - الثابت المغناطيسي، - النفاذية المغناطيسية النسبية للوسط.
نهاية العمل -
هذا الموضوع ينتمي إلى القسم:
تفاعل التيارات، قوة التفاعل، المجال المغناطيسي، كيفية تفاعله
الشحنة الكهربائية... تفاعل الشحنات قانون كولوم... تعريف المجال الكهربائي، جهد التوتر، رسم المجال الكهربائي...
إذا كنت بحاجة إلى مواد إضافية حول هذا الموضوع، أو لم تجد ما كنت تبحث عنه، نوصي باستخدام البحث في قاعدة بيانات الأعمال لدينا:
ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:
إذا كانت هذه المادة مفيدة لك، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:
| سقسقة |
جميع المواضيع في هذا القسم:
دعونا قائمة خصائص الرسوم
1. هناك نوعان من الرسوم؛ سلبية وإيجابية. مثل الشحنات تتجاذب، مثل الشحنات تتنافر. حامل الابتدائية، أي. أصغر شحنة سالبة هي
تفاعل الهيئات المشحونة
تدرس الكهرباء الساكنة خصائص وتفاعلات الأجسام المشحونة كهربائيًا أو الجسيمات الثابتة في إطار مرجعي بالقصور الذاتي.
أبسط ظاهرة تنكشف فيها حقيقة الوجود
قانون كولوم
يمكن تسمية الشحنات الموزعة على الأجسام التي تكون أبعادها أصغر بكثير من المسافات بينها بالشحنات النقطية، لأنه في هذه الحالة لا يؤثر شكل الأجسام ولا حجمها بشكل كبير على التفاعل
الحقل الكهربائي
يتم تفسير تفاعل الشحنات الكهربائية بحقيقة وجود مجال كهربائي حول كل شحنة. المجال الكهربائي للشحنة هو جسم مادي، وهو مستمر في الفضاء
قوة المجال الكهربائي
تتفاعل الشحنات، التي تكون على مسافة معينة من بعضها البعض. ويتم هذا التفاعل من خلال مجال كهربائي. يمكن الكشف عن وجود مجال كهربائي عن طريق وضعه
محتمل. التباينات المحتملة. إلى جانب التوترخاصية مهمة
المجال الكهربائي محتمل ي. فالجهد j هو خاصية الطاقة للمجال الكهربائي
العوازل في المجال الكهربائي
العوازل أو العوازل هي أجسام لا تستطيع توصيل الشحنات الكهربائية من خلال نفسها. ويفسر ذلك عدم وجود رسوم مجانية فيها.
إذا كان أحد طرفي العازل
العوازل القطبية وغير القطبية
تشمل العوازل غير القطبية تلك التي يتطابق في ذراتها أو جزيئاتها مركز سحابة الإلكترون سالبة الشحنة مع مركز النواة الذرية الموجبة. على سبيل المثال، الغازات الخاملة، الحمضية
استقطاب العوازل غير القطبية
ثابت العزل الكهربائي لمادة ما هو كمية فيزيائية تساوي نسبة معامل شدة المجال الكهربائي في الفراغ إلى شدة المجال الكهربائي في عازل متجانس
الموصلات في المجال الكهربائي
الموصلات هي أجسام يمكنها تمرير الشحنات الكهربائية من خلال نفسها. يتم تفسير خاصية الموصلات هذه من خلال وجود ناقلات شحن مجانية فيها. يمكن أن تكون أمثلة الموصلات
عمل المجال الكهربائي عند تحريك الشحنة
يتم التأثير على شحنة كهربائية اختبارية موضوعة في مجال إلكتروستاتيكي بواسطة قوة تؤدي إلى تحرك الشحنة. وهذا يعني أن هذه القوة تعمل على تحريك الشحنة. نحصل على الصيغة
التباينات المحتملة
الكمية الفيزيائية المساوية للعمل الذي تقوم به قوى المجال عند نقل شحنة من نقطة مجال إلى أخرى تسمى الجهد بين نقاط المجال هذه.
القدرة الكهربائية، مكثف
القدرة الكهربائية هي مقياس كمي لقدرة الموصل على تحمل الشحنة.
إن أبسط الطرق للفصل على عكس الشحنات الكهربائية هي الكهربة والكهرباء الساكنة
المكثفات.
إذا أُعطي موصل معزول شحنة Dq، فإن جهده يزداد بمقدار Dj، وتبقى النسبة Dq/Dj ثابتة: Dq/Dj=C، حيث C هي السعة الكهربائية للموصل،
كهرباء
هذه هي الحركة الموجهة للجزيئات المشحونة. في المعادن، تكون ناقلات التيار إلكترونات حرة، في الإلكتروليتات - الأيونات السالبة والموجبة، في أشباه الموصلات - الإلكترونات والثقوب، في غرام
القوة الحالية
القوة الحالية هي نسبة الشحنة المحمولة عبر المقطع العرضي للموصل خلال فترة زمنية إلى هذه الفترة الزمنية.
القوة الدافعة الكهربائية
لكي يتواجد تيار كهربائي في موصل لفترة طويلة، من الضروري الحفاظ على الظروف التي يحدث فيها التيار الكهربائي دون تغيير.
في الدائرة الخارجية كهربائيا
مقاومة الموصل
المقاومة هي الخاصية الكهربائية الرئيسية للموصل.
يمكن تحديد مقاومة الموصل من قانون أوم:
اعتماد مقاومة الموصل على درجة الحرارة.
إذا قمت بتمرير تيار من البطارية عبر حلزون فولاذي، فسيظهر مقياس التيار انخفاضًا في التيار. وهذا يعني أنه مع مقاومة درجة الحرارة، تتغير مقاومة الموصل.
يمكن توصيل الموصلات في الدوائر الكهربائية التي تعمل بالتيار المستمر على التوالي وعلى التوازي. فياتصال تسلسلي
الدائرة الكهربائية ليس لها فروع
قانون أوم للدائرة الكاملة إذا حدث تسخين الموصلات فقط نتيجة لمرور تيار مباشر في دائرة كهربائية مغلقة، فطبقًا لقانون الحفاظ على الطاقةوظيفة بدوام كامل
التيار الكهربائي في دائرة مغلقة
قاعدة كيرشوف.
عندما تكون عدة مصادر تيار متصلة على التوالي، فإن إجمالي القوى الدافعة الكهربية للبطارية يساوي المجموع الجبري للقوى الدافعة الكهربية لجميع المصادر، والمقاومة الإجمالية تساوي مجموع المقاومات. مع ص الموازي
الطاقة الحالية
هذا هو العمل المنجز لكل وحدة زمنية ويساوي P=A/t=IU=I2R=U2/R. يتم استخدام الطاقة الإجمالية P0 التي طورها المصدر لإطلاق الحرارة في الخارج والداخل
العمل والطاقة الحالية العمل الذي تبذله قوى المجال الكهربائي لتوليد تيار كهربائي يسمى عمل التيار. عمل قوى المجال الكهربائي أو عمل التيار على قسم من الدائرةالمقاومة الكهربائية
ر في المرة الواحدة
مجال مغناطيسي.
يوجد مجال مغناطيسي حول الموصلات الحاملة للتيار والمغناطيس الدائم. ويحدث حول أي شحنة كهربائية تتحرك اتجاهيًا، وكذلك في وجود شحنة كهربائية متغيرة بمرور الوقت.
التفاعل المغناطيسي للتيارات
توجد بين الشحنات الكهربائية الثابتة قوى يحددها قانون كولوم. تنشئ كل شحنة حقلاً يعمل على شحنة أخرى والعكس صحيح. ومع ذلك، بين الشحنات الكهربائية
مجال مغناطيسي
فكما ينشأ المجال الكهربائي في الفضاء المحيط بالشحنات الكهربائية الثابتة، ينشأ المجال المغناطيسي في الفضاء المحيط بالشحنات المتحركة. كهرباء
تأثير المجال المغناطيسي على الشحنة المتحركة. قوة لورنتزكهرباء
عبارة عن مجموعة من الجسيمات المشحونة المتحركة بشكل منظم. ولذلك فإن تأثير المجال المغناطيسي على موصل يمر به تيار هو نتيجة تأثير المجال على تحريك الجسيمات المشحونة
قانون أمبير
عبارة عن مجموعة من الجسيمات المشحونة المتحركة بشكل منظم. ولذلك فإن تأثير المجال المغناطيسي على موصل يمر به تيار هو نتيجة تأثير المجال على تحريك الجسيمات المشحونة
دعونا نضع موصلاً بطول l في مجال مغناطيسي يتدفق من خلاله تيار I. يتم التأثير على الموصل بواسطة قوة تتناسب طرديًا مع قوة التيار المتدفق عبر الموصل، وتحريض المجال المغناطيسي، والطول.
القوة المؤثرة على موصل يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي تسمى قوة أمبير.
أظهرت الدراسة التجريبية للتفاعل المغناطيسي أن معامل قوة الأمبير يتناسب مع
مغناطيسي،
مصطلح ينطبق على جميع المواد عند النظر في خصائصها المغناطيسية. يعود تنوع أنواع الكائنات الحية الدقيقة إلى اختلاف الخواص المغناطيسية للجزيئات الدقيقة التي تشكل المادة، وكذلك طبيعة التفاعل
الخصائص المغناطيسية للمادة
جميع المواد الموضوعة في المجال المغناطيسي ممغنطة، أي أنها تنشئ مجالًا مغناطيسيًا بنفسها. ولذلك، فإن تحريض المجال المغناطيسي في وسط متجانس يختلف عن تحريض المجال في الفراغ.
فاي
الفيض المغناطيسي.
التدفق المغناطيسي Ф عبر سطح معين S هو كمية عددية تساوي منتج حجم ناقل الحث المغناطيسي بمساحة هذا السطح وجيب تمام الزاوية بين n العادي إلى
الحث الكهرومغناطيسي
التدفق المغناطيسي Ф عبر سطح معين S هو كمية عددية تساوي منتج حجم ناقل الحث المغناطيسي بمساحة هذا السطح وجيب تمام الزاوية بين n العادي إلى
إن حدوث القوة الدافعة الكهربية في دائرة موصلة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر هذا السطح، المحدود بهذه الدائرة، يسمى الحث الكهرومغناطيسي. المستحثة أيضا emf، والتتبع
إذا كان التيار الكهربائي يخلق مجالًا مغناطيسيًا، ألا يمكن للمجال المغناطيسي بدوره أن يولد تيارًا كهربائيًا في الموصل؟ كان مايكل فاراداي أول من وجد الإجابة على هذا السؤال.
في عام 1831قانون الحث الكهرومغناطيسي
دراسة تجريبية
أدى اعتماد القوى الدافعة الكهربية المستحثة على التغيرات في التدفق المغناطيسي إلى إنشاء قانون الحث الكهرومغناطيسي: القوى الدافعة الكهربية المستحثة في حلقة مغلقة ص
ظاهرة الحث الذاتي
التيار المتدفق عبر دائرة موصلة يخلق مجالًا مغناطيسيًا حولها. يتناسب التدفق المغناطيسي Ф المرتبط بالدائرة بشكل مباشر مع قوة التيار في هذه الدائرة: Ф=LI، حيث L هو محاثة الدائرة.
ظاهرة الحث الذاتي. الحث
يخلق التيار الكهربائي الذي يمر عبر موصل مجالًا مغناطيسيًا حوله. يتناسب التدفق المغناطيسي عبر حلقة هذا الموصل مع معامل تحريض المجال المغناطيسي داخل الحلقة، وفي
طاقة المجال المغناطيسي
عند فصل ملف الحث عن مصدر التيار، يصدر مصباح متوهج متصل بالتوازي مع الملف وميضًا قصير المدى. ينشأ التيار في الدائرة تحت تأثير الحث الذاتي emf. مصدر
موجات كهرومغناطيسية.
وفقًا لنظرية ماكسويل، يتسبب المجال المغناطيسي المتناوب في ظهور دوامة كهربائية متناوبة. المجال، والذي بدوره يؤدي إلى ظهور مجال مغناطيسي متناوب، وما إلى ذلك. هكذا
مقياس الموجات الكهرومغناطيسية.
يتم توليد الموجات الكهرومغناطيسية عبر نطاق واسع من الترددات. كل جزء من الطيف له اسمه الخاص. وبالتالي، فإن الضوء المرئي يتوافق مع نطاق ضيق إلى حد ما من الترددات، وبالتالي الأطوال الموجية الليزر والميزر (تأثيرات الانبعاث المحفز، والدوائر)النطاقات المرئية والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، بناءً على الانبعاث المحفز للذرات والجزيئات. كلمة "ليزر" مكونة من الحرف الأول
البصريات الهندسية
، فرع من علم البصريات يدرس قوانين انتشار الضوء بناءً على أفكار حول أشعة الضوء. يُفهم شعاع الضوء على أنه خط ينتشر عبره تدفق الطاقة الضوئية.
مبدأ المزرعة,
المبدأ الأساسي البصريات الهندسية. أبسط أشكال f.p هو القول بأن شعاع الضوء ينتشر دائمًا في الفضاء بين نقطتين على طول المسار الذي ينتقل عبره.
استقطاب الضوء
إحدى الخصائص الأساسية للإشعاع البصري (الضوء)، والتي تتمثل في عدم تكافؤ الاتجاهات المختلفة في مستوى متعامد مع شعاع الضوء (اتجاه انتشار الموجة الضوئية
تدخل الضوء.
هذه هي ظاهرة تراكب الموجات لتشكل نمطًا ثابتًا من الارتفاعات والانخفاضات. عندما يتداخل الضوء، تتم ملاحظة خطوط الضوء والظلام بالتناوب على الشاشة إذا كان الضوء أحادي اللون (و
حيود الضوء.
وتسمى ظاهرة انحناء الموجات حول العوائق ودخول الضوء إلى منطقة الظل الهندسي بالحيود. دع موجة مستوية تسقط على شق في شاشة مسطحة AB. وفقا لمبدأ هيغنز-فريسنل
مبدأ هوجوينتز فريسنل. إم دي فريسنل.
.
مبدأ هيجنز فريسنل.
التصوير المجسم.