مغناطيس و القاي الكترومغناطيس

به نام خدا

بعد از مدتي كه متاسفانه نتوانستم وبلاگ را آپديت كنم دوباره سعي كردم تا مطلب جديدي رو ارائه كنم و فقط خواهشي از همگي شما عزيزان داشتم و اونم اين بود كه اولا اگر مطالب وبلاگ بنده رو در وبلاگ خودتون مي گذاريد واقعا باعث افتخار بنده است كه مقاله ي بنده را انتخاب كرده ايد ولي براي دوري از هرگونه كارهاي غيراخلاقي ديگر و قانون شكني لطفا آدرس وبلاگ بنده را درج نماييد خواهش ديگر بنده اين بود كه حتما بنده حقير را با نظرات زيباي خودتان ياري كنيد و به عنوان حسن ختام صحبت هايم شما رو دعوت مي كنم تا سري به گروه فيزيك-شيمي در ياهو بزنيد و از مقالات و بحث ها و نامه هاي علمي كه آن جا هست استفاده ببريد.

خب مطلب امروز در مورد القاي الكترومغناطيس از كتاب فيزيك(3) هست كه فقط بنده در اينجا قصد دارم تا مفاهيم اين فصل را به طور كامل و بدون هيچ گونه گزافه گويي به شما ارائه دهم و از تمامي فرمول هاي اين فصل فقط براي توضيح مفاهيم استفاده كرده ام و هرگز به طور صرف  فرمول هاي اين فصل را به شما ارائه نخواهم كرد. شما را دعوت مي كنم تا پايان اين بحث با ما باشيد:

دو فصل پاياني فيزيك سوم دبيرستان در مورد مغناطيس و القاي الكترومغناطيس هستند كه در دبيرستان بحث جديدي به شمار مي روند.

بحث را با خلاصه ي بسيار كوتاهي از فصل چهارم آغاز مي كنم:

در فصل چهارم مي بينيم كه:

مغناطيس خاصيتي از موادي مانند آهن و كبالت و نيكل و يا آلياژهاي آن هاست كه براده هايي از همين اجسام را جذب مي كنند.

هر آهنربا كه خاصيت مغناطيسي دارد داراي دو قطب شمال گرا و جنوب گرا است كه در اين نواحي خاصيت مغناطيسي بسيار شديد است و همواره در اطراف مواد مغناطيسي خطوط ميدان مغناطيسي مشاهده مي شوند.

خطوط ميدان مغناطيسي خطوط بسته اي هستند كه در آهنربا همواره از قطب شمال گرا به قطب جنوب گرا در خارج آهنربا مي باشد و بايد توجه داشت كه خطوط ميدان مغناطيسي هيچ نقطه ي آغاز و يا پاياني ندارند و اهنربايي وجود ندارد كه تك قطبي باشد.

اجسام نيز از نظر خاصيت مغناطيسي و شدت اين خاصيت درون خود به سه دسته ي زير تقسيم مي شوند:

1- اجسام فرومغناطيس: اجسامي هستند كه وقتي در يك ميدان مغناطيسي خارجي قرار مي گيرند داراي خاصيت مغناطيس مي شوند.

2- اجسام پارامغناطيس: اجسامي هستند كه وقتي در يك ميدان مغناطيسي خارجي قرار مي گيرند به كندي و به ندرت خاصيت مغناطيسي پيدا مي كننند.

3- اجسام ديامغناطيس: اجسامي هستند كه هيچ گاه خاصيت مغناطيسي پيدا نمي كنند حتي اگر در يك ميدان مغناطيسي خارجي قرار گيرند.

وقتي عقربه ي مغناطيسي درون يك ميدان مغناطيسي قرار گيرد همواره در جهتي مي ايستد كه جهت ميدان مغناطيسي خارجي را نشان مي دهد.

وقتي يك سيم طويل حامل جريان الكتريكي درون ميدان مغناطيسي قرار گيرد به آن يك نيروي الكترومغناطيسي وارد مي شود كه در فصل چهارم فرمولي براي به دست اوردن نيروي وارد بر سيم راست حامل جريان الكتريكي آورده شده است كه در اين فرمول نيروي وارد بر سيم با انداهي ميدان مغناطيسي و شدت جريان الكتريكي و طول سيم و همچنين سينوس زاويه ي بين ميدان مغناطيسي و شدت جريان الكتريكي رابطه ي مستقيمي دارد و بايد توجه داشت كه اين نيرو همواره بر سوي جريان الكتريكي و ميدان مغناطيسي عمود است و جهت آن با قاعده ي دست راست مشخص مي شود.

از آنجاكه جريان الكتريكي در واقع همان حركت الكترونهاست و جهت جريان الكتريكي برابرست با جهت حركت پروتون ها در سيم بنابر اين به يك بار متحرك نيز وقتي در ميدان مغناطيسي قرار گيرد نيروي الكترومغناطيسي وارد مي شود كه اندازه ي اين نيرو با فرمولي كه در كتاب آمده است قابل اندازه گيري است كه اين نيرو با بار ذره و سرعت حركت بار و ميدان مغناطيسي و سينوس زاويه ي بين بردار حركت و ميدان مغناطيسي رابطه ي مستقيمي دارد و جهت نيروي وارد بر بار مثبت همانند جهت نيروي وارد بر سيم حامل جريان در ميدان مغناطيسي به دست مي ايد اما نيروي وارد بر بار منفي دقيقا خلاف نيروي وارد بر بار مثبت مي باشد.

تاكنون به بررسي نيروي وارد بر سيم و بارمتحرك در يك ميدان مغناطيسي پرداخته ايم و اكنون مي خواهيم به بررسي ميدان هاي يك سيم راست و سيم پيچ يا پيچه و سيملوله بپردازيم:

بسيار جالب است كه يك سيم راست حامل جريان خود نيز ميدان مغناطيسي توليد مي كند كه سوي آن بر طبق قانون دست راست محاسبه مي شود و براي اندازه گيري آن در كتاب فيزيك فرمولي نيز آورده شده است.

همانطور كه يك سيم راست ميدان مغناطيسي توليد مي كند يك سيم پيچ و سيملوله نيز ميدان مغناطيسي ايجاد مي كنند كه اگر بخواهيم از لحاظ اندازه ميدان يك سيم راست طيل را با ميدان يك سيم پيچ و ميدان يك سيملوله مقايسه كنيم بايد بدانيم كه ميدان مغناطيسي در مركز سيملوله بسيار بيشتر از ميدان مغناطيسي در پيچه و ميدان مغناطيسي در پيچه(سيم پيچ داراي يك حلقه) بيشتر از ميدان مغناطيسي در اطراف سيم راست است كه با مراجعه به فرمول هاي آن ها در كتاب فيزيك(3) اين موضوع به قطع با توجه به ضرايب آن ها مشخص مي شود.

 

بخش بعدي مقاله كه در مورد فصل پنجم فيزيك(3) مي باشد انشاءالله مفصل تر در مقاله بعدي در اختيار شما عزيزان قرار خواهد گرفت.

با تشكر

محمدرضا فولادي (مدير گروه فيزيك-شيمي)