المجال المغناطيسي لتيار يمر في ملف دائري
- عند إمرار تيار كهربى فى سلك منحنى على شكل حلقة دائرية شكل (أ) ، فإن المجال المغناطيسي الناشيء عن هذا الملف الدائرى يشبه الى حد كبير المجال المغناطيسي لمغناطيس قصير.
- حيث يكون الوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر اليه في اتجاه حركة عقارب الساعة قطباً جنوبياً، والوجه الذي يبدو فيه اتجاه التيار عند النظر اليه فى عكس اتجاه حركة عقارب الساعة قطباً شمالياً كما في شكل (جـ).
- لدراسة المجال المغناطيسي للملف الدائرى ننثر برادة الحديد على لوح الورق المقوى الذي يخترقه الملف الدائرى، وعند طرق لوح الورق المقوى طرقات خفيفة، تترتب البرادة متخذة الشكل الموضح بالرسم شكل (أ).
- في هذا الشكل يمكننا ملاحظة ما يلى:
(أ) تفقد خطوط الفيض دائريتها.
(ب) تختلف كثافة الفيض المغناطيسي من نقطة لأخرى.
(جـ) خطوط الفيض عند محور الملف الدائرى خطوط مستقيمة متوازية متعامدة على مستوى الملف، مما يدل على أن المجال المغناطيسي في هذه المنطقة مجال منتظم.
- يمكن حساب كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز الملف الدائري بمعرفة نصف قطره r وشدة التيار المار I وعدد اللفات N ، حيث تطبق العلاقة :
- حيث μ هي النفاذية المغناطيسية للوسط Permeability وهي للهواء تساوى 4π × 10-7 Weber /Am
- من هذه العلاقة تتبين أن كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز ملف دائرى تتوقف على عوامل ثلاثة هي :
(1) عدد لفات الملف الدائري حيث تكون: B α N
(2) شدة التيار المار فى الملف الدائري حيث تكون: B α I
(3) نصف قطر الملف الدائرى I حيث تكون: B α 1/r
قاعدة البريمة اليمنى Right Hand Screw Rule
- لتعيين اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائرى يمر به تيار كهربی نتخيل دوران بريمة (قلاوظ Screw) في اليد اليمنى فى اتجاه الربط (في اتجاه حركة عقارب الساعة) عند مركز الملف، بحيث يشير اتجاه دورانها إلى اتجاه التيار الكهربي في الملف فإن اتجاه اندفاعها يدل على اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز الملف، كما في الشكلين:
- وبذلك فإن ملفاً دائرياً يمر به تيار يكافىء ثنائى قطب مغناطيسي Magnetic Dipole
- يلاحظ أنه لا يوجد فى الطبيعة أقطاب منفردة، فدائما يوجد قطبان أحدهما شمالي N والثاني جنوبي S ، وبذلك يماثل الملف الدائرى الذى يمر فيه تيار مغناطيساً على هيئة قرص مصمت له قطبان مستديران.
مثال (1): عين كثافة الفيض المغناطيسي عند مركز ملف دائرى نصف قطره 11cm وعدد لفاته 20 لفة، ويمر به تيار كهربى شدته 1.4A ، علما بأن μ للهواء تساوى 4π × 10-7 Weber /Am
الحل:
