میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست
جایگاه درس

میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست - آموزش تصویری - زبان ساده


میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
3- فیلم را ببینید.
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .

1 - مقدمه و تاریخچه کوتاه


 تاریخچه کوتاه میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست حامل جریانهرگاه از یک رسانا جریان الکتریکی عبور کند در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود. اورستد این واقعیت را به طور اتفاقی در آزمایشگاه کشف کرد. این استاد دانمارکی، زمانی که داشت عبور الکتریسیته از سیم را برای شاگردان شرح می داد، مشاهده کرد وقتی که جریان از سیم می گذرد قطب نمایی که در آن نزدیکی بود حرکت می کند. 

مشاهده بالا نشان می دهد که جریان الکتریکی باعث ایجاد میدان مغناطیسی می شود. به این ترتیب رابطه بین الکتریسیته و مغناطیس مشخص شد.


2 - اندازه میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست


اندازه میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست.شاید ساده ترین رسانای حامل جریان سیم راست باشد. ضمنا فرض شده است که این سیم راست بی انتها است.  وقتی که از یک سیم راست، جریان الکتریکی عبور می کند در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

اندازه میدان به دو عامل بستگی دارد.

  1. فاصله از سیم: هر چه از سیم دور تر شویم به همان نسبت میدان ضعیف تر می شود. یعنی میدان با فاصله از سیم، نسبت وارون دارد. مثلا اگر فاصله نقطه از سیم 5 برابر شود میدان 1/5 ( یک پنجم ) می شود.
  2.  اندازه جریان الکتریکی: هرچه جریان بیشتری از سیم عبور کند، میدان مغناطیسی قوی تری ایجاد می شود. در واقع میدان با جریان، رابطه مستقیم دارد. مثلا اگر جریان 3 برابر شود میدان مغناطیسی نیز 3 برابر می شود.

3 - جهت میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست


 قاعده دست راست با چهار انگشت بسته برای آنکه جهت میدان را مشخص کنیم از قاعده چهار انگشت بسته دست راست استفاده می کنیم. در این قاعده مطابق شکل روبرو، سیم را طوری در دست راست می گیریم که انگشت شست، در جهت جریان باشد. در این صورت چهار انگشت بسته دست راست، جهت میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

معمولا دو نوع سوال بیشتر مطرح می شوند.

  1. جریان الکتریکی نسبت به یک صفحه، درونسو یا برونسو است.
  2. جریان الکتریکی نسبت به یک صفحه، موازی است.

در مثال های زیر هردو حالت را بررسی می کنیم.

مثال 1: میدان حاصل از جریان درونسودر شکل روبرو، جهت جریان الکتریکی نسبت به صفحه کاغذ درونسو است. خطوط میدان مغعناطیسی و جهت میدان را در نقاط مختلف روی کاغذ، رسم کنید
پاسخ:
خطوط میدان مغناطیسی حاصل از جریان درونسوجهت جریان درونسو است. یعنی وارد صفحه کاغذ می شود. بنابراین، دست راست خود را طوری قرار می دهیم که انگشت شست درونسو باشد در این صورت، چهار انگشت بسته دست راست، در جهت ساعتگرد( یعنی در جهت حرکت عقربه های ساعت) قرار می گیرند. 

پس خطوط میدان مغناطیسی نیز دایره های هم مرکز هستند که جهت آنها ساعتگرد است.  خطوط نیرو را با رنگ سبز نشان دادیم. میدان مغناطیسی که یک کمیت برداری است باید مماس و هم جهت خطوط میدان باشد. آنها را با رنگ آبی نشان دادیم.


مثال 2: میدان حاصل از جریان برونسودر شکل روبرو، جهت جریان الکتریکی نسب به صفحه کاغذ، برونسو است. خطوط میدان مغناطیسی و جهت میدان را در نقاط مختلف روی کاغذ رسم کنید.
پاسخ:
خطوط میدان مغناطیسی حاصل از جریان برونسوجهت جریان برونسو است. یعنی از صفحه کاغذ خارج می شود. بنابراین، دست راست خود را طوری قرار می دهیم که انگشت شست برونسو باشد در این صورت، چهار انگشت بسته دست راست، در جهت پادساعتگرد( یعنی  خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت) قرار می گیرند. 

پس خطوط میدان مغناطیسی نیز دایره های هم مرکز هستند که جهت آنها پاد ساعتگرد است. خطوط نیرو را با رنگ سبز نشان دادیم. میدان مغناطیسی که یک کمیت برداری است باید مماس و هم جهت خطوط میدان باشد. آنها را با رنگ آبی نشان دادیم.


مثال 3: میدان مغناطیسی حاصل از سیم راستدر شکل روبرو، چهار حالت مختلف برای سیم حامل جریان نشان داده شده است. جهت جریان I در هر حالت با فلش قرمز مشخص شده است. جهت میدان مغناطیسی را برای هر کدام مشخص کنید.
پاسخ:
خطوط میدان اطراف سیم راستاز قاعده دست راست با چهار انگشت بسته استفاده می کنیم. علامت درونسو و برونسو بودن میدان مغناطیسی را در هر حالت با رنگ آبی نشان دادیم. جهت میدان مغناطیسی، با جهت چهار انگشت بسته دست راست مشخص می شود. ضمنا مشاهده می کنیم که اگر یک طرف سیم درونسو باشد طرف دیگر برونسو است.

سوال های چهار گزینه ای

در سوالات زیر لطفا گزینه درست را انتخاب کنید.
1- هرگاه از یک رسانا....  در اطراف آن ..... ایجاد می شود.
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
2- از یک سیم رسانا جریان الکتریکی عبور می کند. اگر فاصله از سیم را دو برابر کنیم اندازه میدان مغناطیسی چه تغییری می کند؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
3- فرض کنید از یک سیم رسانا جریان الکتریکی عبور می کند. اگر جریان سیم را دو برابر کنیم اندازه میدان مغناطیسی چه تغییری می کند؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
 سیم حامل جریان درونسو4- در شکل روبرو، جهت جریان الکتریکی نسبت به صفحه کاغذ درونسو است. جهت خطوط میدان مغناطیسی در نقاط مختلف روی کاغذ چگونه است؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
 سیم حامل جریان درونسو5- در شکل روبرو، جهت جریان الکتریکی نسبت به صفحه کاغذ برونسو است. جهت خطوط میدان مغناطیسی در نقاط مختلف روی کاغذ چگونه است؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .
 خطوط میدان مغناطیسی اطراف رسانا6- در شکل روبرو جهت جریان سیم و میدان مغناطیسی اطراف رسانا رسم شده است. کدام حالت نادرست است؟
a-
b-
c-
d-
. . . . . .

سوال های پرتکرار


در چه شرایطی به کمک جریان الکتریکی میدان مغناطیسی ایجاد می شود؟

اورستد کشف کرد هرگاه از یک رسانا جریان الکتریکی عبور کند در اطراف آن میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

اندازه میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست به چه عواملی بستگی دارد؟

با فاصله از سیم رابطه وارون  و با جریانی که از سیم می گذرد رابطه مستقیم دارد.

جهت میدان مغناطیسی حاصل از سیم راست چگونه تعیین می شود.

از قاعده دست راست با چهار انگشت بسته استفاده می کنیم. سیم را طوری در دست راست می گیریم که انگشت شست، در جهت جریان باشد. در این صورت چهار انگشت بسته این دست راست، جهت میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

امتیاز دهی

ممنون که با دادن امتیاز، باعث دلگرمی ما جهت ادامه کار می شوید.
1 2 3 4 5

تعداد رای = 2
میانگین امتیاز 5.00 از 5

بخش نظرات



--------------