تعليم
ما الذي ينتج عند لف سلك يحمل تياراً حول قضيب حديدي؟
ما الذي ينتج عند لف سلك يحمل تياراً حول قضيب حديدي؟، التيار الكهربائي
ما الذي ينتج عند لف سلك يحمل تياراً حول قضيب حديدي؟
عند لف سلك يحمل تيارًا كهربائيًا حول قضيب حديدي، يتكوّن مغناطيس كهربائي (Electromagnet).
كيف يحدث ذلك
- التيار الكهربائي في السلك: عند مرور التيار الكهربائي في السلك، يتولد حوله مجال مغناطيسي وفقًا لقانون أمبير.
- القضيب الحديدي: يعمل كمواد قابلة للمغنطة (magnetic core) ويُعزِّز المجال المغناطيسي الناتج عن التيار.
- النتيجة: القضيب الحديدي يصبح مغناطيسًا قويًا طالما استمر التيار في السلك.
خصائص المغناطيس الكهربائي الناتج
- قوة المغناطيسية:
- تزداد بزيادة التيار الكهربائي.
- تزداد بزيادة عدد لفات السلك حول القضيب.
- قابلية التحكم:
- يمكن تشغيل وإيقاف المغناطيسية بتوصيل أو فصل التيار.
- القطبية المغناطيسية:
- تعتمد على اتجاه التيار في السلك (قاعدة اليد اليمنى لتحديد اتجاه المجال المغناطيسي).
أهمية المغناطيس الكهربائي
- يُستخدم في الأجهزة الكهربائية مثل المحركات والمولدات.
- يدخل في تصميم الروافع المغناطيسية لنقل المعادن الثقيلة.
- يُستخدم في الصناعات الطبية مثل أجهزة الرنين المغناطيسي (MRI).
المغناطيس الكهربائي يتميز بمرونته وسهولة التحكم فيه مقارنة بالمغناطيسات الدائمة.
مفهوم التيار الكهربائي
- الشحنات الكهربائية: تتكون من جسيمات مشحونة مثل الإلكترونات (في الموصلات مثل الأسلاك المعدنية) أو الأيونات (في المحاليل).
- التيار الكهربائي: هو حركة الشحنات الكهربائية من نقطة ذات جهد كهربائي عالٍ إلى نقطة ذات جهد منخفض، وذلك بفعل القوة الكهربائية.
أنواع التيار الكهربائي
- التيار المستمر (DC):
- هو التيار الذي يسير في اتجاه واحد ثابت.
- مثال: البطاريات ومصادر الطاقة المستمرة.
- التيار المتناوب (AC):
- هو التيار الذي يغير اتجاهه بانتظام.
- مثال: التيار المستخدم في المنازل والشبكات الكهربائية.
وحدات قياس التيار الكهربائي
- يتم قياس التيار الكهربائي بوحدة الأمبير (A)، وهي تعبر عن مقدار الشحنة التي تمر عبر موصل في وحدة الزمن (عادةً في الثانية).
- الأمبير هو وحدة القياس في النظام الدولي للوحدات.
قانون أوم والتيار الكهربائي
يُستخدم قانون أوم لوصف العلاقة بين التيار الكهربائي والمقاومة والجهد:
