ملخص المجال المغناطيسي، الفيزياء

1-6 المجال المغناطيسي

• تعرفت سابقاً إلى المغناطيس، وبعض المواد التي يجذبها، والمجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم.
• ولعلك قمت يوماً بتخطيط المجال المغناطيسي لمغناطيس مستقيم مستخدماً برادة الحديد أو بوصلة، وتعرفت تلك الخطوط الوهمية التي تستخدم لوصف المجال المغناطيسي، وتسمى خطوط المجال المغناطيسي، كما في الشكل (6-1).

قانون بيو وسافار

• أما لحساب شدة المجال المغناطيسي الكلية عند نقطة ⁦(P)⁩ والناتجة عن جميع أجزاء الموصل، فإن المجال المغناطيسي الكلي في الهواء أو الفراغ يساوي: $B = \frac{\mu_0}{4 \pi} \sum \frac{I \Delta L \sin \theta}{r^2} \quad (6-1)$

4-6 المجال المغناطيسي لملف دائري يسري فيه تيار كهربائي

• بما أن المجال المغناطيسي في مركز الملف منتظم، فإنه يمكن استخدام قانون بيو وسافار لإيجاد مقدار شدة المجال المغناطيسي عند نقطة في مركزه، أي أن: $B = \frac{\mu_0}{4 \pi} \sum \frac{I \Delta L \sin \theta}{r^2}$

5-6 قانون أمبير

• قانون أمبير: وتُعرف هذه النتيجة بقانون أمبير، الذي ينص على أنه (لأي مسار مغلق يكون مجموع حاصل الضرب النقطي لشدة المجال المغناطيسي مع طول ذلك الجزء في المسار المغلق يساوي المجموع الجبري للتيارات التي تخترق المسار المغلق، مضروباً في ثابت النفاذية المغناطيسية للفراغ ⁦μ₀⁩)
• $\sum B \cdot \Delta L = \mu_0 \sum I$
• وبما أن ⁦B⁩ ثابت على طول المسار، واتجاهه باتجاه المماس لخط المجال، كما في الشكل (6-10) فإن ⁦θ⁩ بينهما تساوي صفراً: $\sum B \Delta L \cos \theta = \mu_0 \sum I$ $B \times 2\pi r = \mu_0 I$ $B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$

أناقش:

• ولحساب المجال المغناطيسي داخل الملف الحلزوني، نستخدم قانون أمبير. نختار مساراً مغلقاً مستطيل الشكل، كما في الشكل (6-12). وبتطبيق قانون أمبير على المسارات الأربعة، نجد أن: $\sum B \cdot \Delta L = \mu_0 \sum I$ $B L = \mu_0 \sum I$ $B = \frac{\mu_0 I N}{L}$