ملفات لولبية هي مصادر المجال المغناطيسي المتكونة من الأسلاك المتعرجة الموصلات، متباعدة بالتساوي ، متحدة المركز وفي شكل أسطوانة ذات نصف قطر ثابت. عند اجتيازه بواسطة a التيار الكهربائي، بدأوا في العمل مغناطيس كهربائي، ينتج أ مجالمغناطيسيثابت داخل.
تتناسب شدة المجال المغناطيسي الناتج في الملفات اللولبية طرديًا مع التيار الكهربائي الذي يمر عبرها ، بالإضافة إلى عدد الدورات التي تشكلها.
نرى أيضا: المجال المغناطيسي - الخصائص والصيغ والتمارين
المجال المغناطيسي في الملف اللولبي
عندما çتياركهربائي يعبر موصل ، هناك ظهور حقل مغناطيسي. في الملفات اللولبية ، على سبيل المثال ، من الممكن إنتاج مجال مغناطيسي مركّز داخل ملف من الأسلاك. بالنسبة الى الطولمنالملف اللولبي، يصبح المجال المغناطيسي أكثر زي موحد، لذلك خطوط الاستقراء من هذا المجال البقاء موازى و بالتساويخارج النطاق داخل. على حواف الملف اللولبي ، بدوره ، المجال المغناطيسي غير موحد ، بسبب مظهر آثار الحافة، والتي تشوه اتجاه واتجاه المجال المغناطيسي.
يمكن اكتشاف قطبية المجال المغناطيسي الناتج في الملفات اللولبية باستخدامحكم المسمار. لاستخدامه ، نغلق أصابع اليد اليمنى في الاتجاه الذي يسري فيه التيار على طول الملف اللولبي (في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة) ، بحيث يشير الإبهام إلى اتجاه شمالمغناطيسي. انظر إلى الشكل أدناه ، حيث يسهل فهم كيفية عمل قاعدة اللولب.
قم بإصلاح التيار الكهربائي المتداول في مستوى الشاشة بعكس اتجاه عقارب الساعة. في هذه الحالة ، بإغلاق أصابع اليد اليمنى في هذا الاتجاه ، يشير الإبهام إلى "خارج الشاشة" ، لذلك هذا هو اتجاه متجه المجال المغناطيسي ، والذي يشير دائمًا إلى الشمال المغناطيسي.
صيغة المجال المغناطيسي في الملف اللولبي
الصيغة المستخدمة لحساب شدة a المجال المغناطيسي ب الذي تم إنشاؤه بواسطة الملف اللولبي N- بدورهتقاطعها أ التيار الكهربائي أنا من الطول L، على النحو التالي:
μ - النفاذية المغناطيسية للوسط (N / A²)
ن - عدد اللفات (المنعطفات)
إل - طول الملف اللولبي (م)
ط - التيار الكهربائي (أ)
في الصيغة أعلاه ، العنصر غير متاح يمثل عدد الدورات لكل وحدة طول من الملف اللولبي. بالإضافة إلى ذلك ، في الفراغ ، وحدة نفاذيةمغناطيسي يساوي μ0 = 4π.10-7 في-2.
نظرةأيضا: ما هي المغناطيسية؟
تمارين حلها على المجال المغناطيسي للملف اللولبي
السؤال 1 - (Udesc) فكر في ملف لولبي طويل مثالي يتكون من 10000 لفة لكل متر ، يحمله تيار مستمر يبلغ 0.2 أ. الوحدة النمطية وخطوط المجال المغناطيسي داخل الملف اللولبي المثالي هي ، على التوالي:
أ) لاغية ، غير موجودة.
ب) 8-10-4 T ، دوائر متحدة المركز.
ج) 4-10-4 مراوح اسطوانية الشكل.
د) 8-10-3 T ، شعاعي ناشئ من محور الملف اللولبي.
هـ) 8-10-4 تي ، خطوط مستقيمة موازية لمحور الملف اللولبي.
القرار:
لحساب قوة المجال المغناطيسي الناتج عن هذا الملف اللولبي ، سنستخدم الصيغة التي تربط عدد اللفات لكل متر وقوة التيار الكهربائي.
بناءً على الحساب الذي تم إجراؤه أعلاه ، نجد قوة المجال المغناطيسي الناتج داخل الملف اللولبي. وبالتالي ، فإن البديل الصحيح هو الحرف د.
السؤال 2 - (العدو) إن رافعة المخلفات الكهرومغناطيسية قادرة على رفع أطنان من الخردة ، اعتمادًا على كمية الحث في مغناطيسها الكهربائي. المغناطيس الكهربائي هو جهاز يستخدم التيار الكهربائي لتوليد مجال مغناطيسي عادة تم إنشاؤها عن طريق لف سلك موصل حول قلب مادة مغناطيسية (حديد ، صلب ، نيكل ، الكوبالت).
لزيادة سعة حمولة الرافعة ، ما هي خاصية المغناطيس الكهربائي التي يمكن تقليلها؟
أ) قطر سلك الموصل
ب) المسافة بين المنعطفات
ج) الكثافة الخطية للانعطافات
د) التيار المتدفق عبر السلك
هـ) النفاذية النسبية لللب
القرار:
لإنتاج قوة أكبر ، يجب أن يكون المجال المغناطيسي الناتج عن الملف اللولبي أكثر كثافة. وبالتالي ، من بين البدائل الموضحة ، فإن الطريقة الوحيدة للقيام بذلك هي تقليل المسافة بين المنعطفات. البديل الصحيح هو الحرف ب.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm