الكهرومغناطيسية
مجال ملف لولبي
شحنتا اختبار: داخل الملف F_B ≠ 0؛ خارجه F_B = 0. اختر كلاً منهما للمقارنة.
مجال ملف لولبي — محاكاة الكهرومغناطيسية تفاعلية. شحنتا اختبار: داخل الملف F_B ≠ 0؛ خارجه F_B = 0. اختر كلاً منهما للمقارنة. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
مجال الملف اللولبي
داخل الملف اللولبي B ≈ μ₀(N/L)I — أسهم منتظمة على المحور.
ملف لولبي بلفات N على طول L وتيار I ينتج مجالًا شبه منتظم B ≈ μ₀(N/L)I على محوره داخل الملف. خطوط المجال تجري عبر الداخل وتلتف راجعة في الخارج — كمغناطيس قضيب. ارفع I أو كثافة اللفات وراقب أسهم B الداخلية تنمو في القراءة.
- B ≈ μ₀NI/L
- منتظم في الداخل
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
ملف لولبي (ملف ملفوف بإحكام) يمر تيار عبر لفاته الكثيرة. إذا زدت التيار، فهل تتناسب شدة المجال الداخلي طرديًا مباشرة؟
توقعات للموازنة
- ينمو المجال أسرع من التيار، إذ تتراكم مساهمات اللفات.
- نعم — المجال الداخلي متناسب طرديًا مع التيار.
- لا يعتمد المجال الداخلي على التيار.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- تيار الملف I (A)
ما تقيسه:
- المجال الداخلي B (mT)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة الملف اللولبي واضغط إعادة. للملف اللولبي 400 لفة على طول 0.45 m.
- فعّل قراءة شدة المجال الداخلي.
- اضبط تيار الملف لكل تجربة وسجل شدة المجال الداخلي.
المعادلة الحاكمة
مجال داخل الملف اللولبي — B = μ₀(N/L)I
يُنتج الملف اللولبي الطويل الملفوف بإحكام مجالًا مغناطيسيًا داخليًا شبه منتظم تحدده كثافة لفاته وتياره: B = μ₀NI/L، حيث N العدد الكلي للفات وL طول الملف.
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب B = μ₀NI/L باستخدام μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m و N = 400 و L = 0.45 m. قارن بالجدول.
- اشرح لماذا يعتمد المجال الداخلي على عدد اللفات لوحدة الطول (N/L) لا على اللفات والطول منفصلين — ملف لولبي أطول بلفات أكثر بالتناسب يعطي المجال نفسه.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- المغناطيس الكهربائي (كما في رافعة ساحة الخردة) ملف لولبي ملفوف حول قلب حديد بالأساس، وهو يضرب المجال بعامل مئات أو آلاف (النفاذية العالية للقلب). اشرح لماذا ينتج ملف لولبي هوائي مجرد كهذا مجالًا أضعف بكثير للتيار واللفات نفسها.
- خارج ملف لولبي مثالي يقارب المجال المغناطيسي الصفر، بخلاف مجال سلك مفرد الذي يمتد خارجًا منه. بمجالات اللفات الفردية الكثيرة، اشرح لماذا يتلاغى إلى حد كبير مجالا الجانبين المتقابلين من الملف في الخارج ويتعززان في الداخل.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- أهلًا بك في مجال الملف اللولبي
- حدد الملف اللولبي
- اضغط تشغيل
- مجال داخل ملف لولبي
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.