انشطة الحث – الحلقات و الملفات و الكهرومغناطيسي

نشاط الملفات:

اذكر تجربة توضح فيها استعمال المجال المغناطيسي لتوليد تيار كهربائي.

الأدوات:

1. ملف مربوطة أطرافه بجهاز الأميتر.
2. ساق مغناطيسي دائم.

العمل:

الخطوة 1:

• نربط الملف مع جهاز الأميتر ونجعل الساق المغناطيسي ثابتًا قرب الملف.
• الملاحظة: لا يحدث انحراف في الأميتر.
• السبب: لأن الساق في وضع السكون، ولا يحدث تغير في الفيض المغناطيسي، وبالتالي لا يُولد تيار.

الخطوة 2:

• نُقرب الساق المغناطيسي نحو الملف.
• الملاحظة: يحدث انحراف في مؤشر الأميتر.
• السبب: بسبب تغير الفيض المغناطيسي باللبة الحديدية بمرور الزمن، مما يولد تيارًا كهربائيًا.

الخطوة 3:

• نُبعد الساق المغناطيسي عن الملف.
• الملاحظة: يحدث انحراف في مؤشر الأميتر أيضًا، ولكن بالاتجاه المعاكس.
• السبب: لأن تغير الفيض المغناطيسي مستمر ولكن بعكس الاتجاه، فيتولد تيار لحظي بعكس الاتجاه السابق.

الاستنتاج:

يتولد تيار كهربائي في دائرة كهربائية مغلقة عند حدوث تغير في الفيض المغناطيسي بالنسبة للزمن.

ويُمثَّل ذلك رياضيًا بالعلاقة:

$$I_{\text{ind}} \propto \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$$

نشاط الحلقات:

اذكر تجربة توضح فيها الاستنتاج الكهرومغناطيسي (استنتاج اكتشاف فاراداي).

الأدوات:

1. ملفين ملفوفين حول قلب من الحديد المطاوع المغلق.
2. مفتاح كهربائي.
3. بطارية.
4. جهاز كلفانوميتر.
5. أسلاك توصيل.

العمل:

الخطوة 1:

• نربط أحد الملفين (الملف الابتدائي) مع مفتاح كهربائي وبطارية.
• نربط الملف الآخر (الثانوي) مع جهاز الكلفانوميتر لقياس التيار.

الخطوة 2:

• عند غلق المفتاح نلاحظ انحراف مؤشر جهاز الكلفانوميتر للحظات ثم يعود إلى الصفر.
• السبب: بسبب حدوث تغير مفاجئ في الفيض المغناطيسي خلال القلب الحديدي، فيتولد تيار مستحث لحظي في الملف الثانوي.

الخطوة 3:

• بعد مرور التيار المستمر يبقى المؤشر على الصفر.
• السبب: لأن الفيض المغناطيسي أصبح ثابتًا ولا يتغير بمرور الزمن، فلا يتولد تيار مستحث.

الخطوة 4:

• عند فتح المفتاح نلاحظ مرة أخرى انحراف مؤشر الكلفانوميتر ولكن بالاتجاه المعاكس.
• السبب: نتيجة انخفاض الفيض المغناطيسي فجأة، مما يؤدي إلى تولد تيار مستحث لحظي بعكس الاتجاه السابق.

الاستنتاج:

يتولد تيار مستحث في دائرة الملف الثانوي فقط عندما يتغير الفيض المغناطيسي المار بالقلب الحديدي بمرور الزمن.

النشاط الكهرومغناطيسي:

اشرح نشاطًا توضح فيه (التيار الكهربائي المتولد من تغير الفيض المغناطيسي).**

الأدوات:

1. ساق مغناطيسي دائم.
2. ملف نحاسي.
3. أسلاك توصيل.
4. جهاز الكلفانوميتر.

العمل:

الخطوة 1:

• نُجهز الدائرة بربط الملف مع جهاز الكلفانوميتر.
• نُدخل الساق المغناطيسي في الملف من طرفه الثابت أو نحركه نحوه.

الخطوة 2:

• عندما يكون الساق ساكنًا داخل الملف أو خارجه، لا يحدث انحراف في الكلفانوميتر.
• السبب: لا يوجد تغير في الفيض المغناطيسي، لذلك لا يتولد تيار كهربائي.

الخطوة 3:

• عند تحريك الساق المغناطيسي نحو الملف، يلاحظ انحراف مؤشر الكلفانوميتر باتجاه معين.
• السبب: يحدث تغير في الفيض المغناطيسي داخل الملف، مما يولد تيارًا مستحثًا.

الخطوة 4:

• عند إبعاد الساق عن الملف، يلاحظ انحراف في الاتجاه المعاكس.
• السبب: لأن التغير في الفيض يحدث ولكن باتجاه معاكس، فيتولد تيار مستحث في الاتجاه العكسي.

الاستنتاج:

يتولد تيار كهربائي مستحث في الملف عند حدوث تغير في الفيض المغناطيسي المار خلاله.