القوى الكهرمغنطيسية – قانون لبلاص�Forces électromagnétiques – Loi de Laplace

• نشاط 1: الإبراز التجريبي لقوة لبلاص

1. القوى الكهرمغنطيسية

عندما يوجد جزء طوله l من موصل, يمر فيه تيار كهربائي شدته I في مجال مغنطيسي متجهته , فإنه يخضع لقوة كهرمغنطيسية تسمى قوة لبلاص, تعبيرها هو:

حيث: تُوجه حسب منحى التيار الكهربائي.

• مميزات هي:

• نقطة التأثير: منتصف الجزء الموصل الذي يوجد في المجال المغنطيسي.
• خط التأثير: متعامد مع المستوى الذي يحدده الموصل المستقيمي و .
• المنحي: يُحدد بحيث تكون المقادير المتجهية قاعدة مباشرة. ونحصل عليها

بتطبيق إما:

• قاعدة ملاحظ أمبير:

Www.AdrarPhysic.Com

القوى الكهرمغنطيسية – قانون لبلاص

• قاعدة اليد اليمنى: تتجه اليد اليمنى وفق منحى التيار, حيث يخرج من أطراف الأصابع, وتتجه

راحة اليد نحو المتجهة . تشير الإبهام إلى منحى بعد إبعادها عن الأصابع الأخرى.

• قاعدة الأصابع الثلاث لليد اليمنى: تشير السبابة إلى منحى , الوسطى إلى منحى , وبالتالي

تشير الإبهام إلى منحى وذلك بعد تكوين زاوية قائمة بين الإبهام والمستوى المكون من

السبابة والوسطى.

• الشدة:

حيث: α الزاوية المكونة بين و .

2. استعمال قانون لبلاص لتفسير بعض التجارب

1. ساق متحركة على سكتين

توقع ماذا سيحدث في كل حالة من الحالات التالية, معللا جوابك.

• الحالة 1:

حسب قانون لبلاص تخضع الساق لقوة لبلاص.

• نقطة التأثير: منتصف الساق.
• الاتجاه: مواز للسكتين.
• المنحى: من اليسار إلى اليمين.
• الشدة: بما أن: α=90° فإن: F=I.l .B.

وبالتالي الساق ستتحرك من اليسار إلى اليمين وفق السكتين.

القوى الكهرمغنطيسية – قانون لبلاص

• الحالة 2:

حسب قانون لبلاص لدينا:

بما أن: α=0° فإن:

وبالتالي تبقى الساق في حالة سكون.

• الحالة 3: نطبق المجال المغنطيسي بحيث: 0°<α<90°

تخضع الساق لقوة شدتها, أي: 0<F<I.l.B

وبالتالي الساق في حركة ولكن بسرعة أقل مقارنة مع الحالة 1.

2. التأثير بين تيارين متوازيين

• توقع ماذا سيحدث في الحالة التالية:

نتوقع تقارب السلكين.

• توقع ماذا سيحدث لو عكسنا أحد التيارين.

نتوقع تباعد السلكين.

القوى الكهرمغنطيسية – قانون لبلاص

• نشاط 2: إبراز مبدأ اشتغال مكبر الصوت الكهرديناميكي

1. بعد غلق قاطع التيار نلاحظ تحرك الوشيعة نحو الأعلى.
2. بعد تغيير منحى التيار الكهربائي نلاحظ تحرك الوشيعة نحو الأسفل.
3. عند استبدالنا لمولد التوتر المستمر بمولد متناوب جيبي, تصبح الوشيعة في حركة ذهاب وإياب دورية.

3. تطبيقات قوة لبلاص

1. مكبر الصوت الكهرديناميكي

يتكون مكبر الصوت الكهرديناميكي من:

• مغنطيس ذي شكل دائري, يُحدث مجالا مغنطيسيا شعاعيا.
• وشيعة يمكنها الحركة على طول القطب الشمالي للمغنطيس.
• غشاء مرتبط بالوشيعة.

• عندما يمر تيار كهربائي I في الوشيعة تخضع كل لفة لقوة لبلاص.
• لنعتبر القوة الإجمالية المطبقة على كل لفات الوشيعة.
• إذا كان التيار I دوريا, فإن تكون دورية مما يؤدي إلى تحريك الغشاء بطريقة

دورية مؤثرا بدوره على الهواء, فيحدث صوتا.

• نقول إذن إن مكبر الصوت الكهرديناميكي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة

كيميائية.

القوى الكهرمغنطيسية – قانون لبلاص

• نشاط 3: إبراز مبدأ تشغيل محرك يتغذى بتيار كهربائي مستمر

1. عند مرور تيار في الوشيعة نلاحظ أنها تنجز نصف دورة في منحى دوران عقارب الساعة (نظرة من الأعلى) تليها نصف دورة في المنحى المعاكس, ثم تتكرر هذه الحركة دوريا.
2. عند عكس التيار المار في الوشيعة نلاحظ أنها تنجز نصف دورة في المنحى المعاكس لمنحى عقارب الساعة (نظرة من الأعلى) تليها نصف دورة في المنحى المعاكس, ثم تتكرر هذه الحركة دوريا.

3. في النقطتين A وC قوة لبلاص منعدمة, أما في النقطتين B وD فتمثل كالتالي:

2. المحرك الكهربائي المغذى بتيار مستمر

يتكون المحرك الكهربائي المغذى بتيار مستمر أساسا من:

• الساكن: عبارة عن مغنطيس يُحدث مجالا مغنطيسيا يمر من

محور الدوران.

• الدوار: هو الجزء المتحرك ويتكون من اسطوانة فولاذية

ملفوف حولها عدد كبير من الموصلات النحاسية.

• عندما يمر تيار كهربائي في لفات الدوار فإنها تخضع لقوى لبلاص التي

تؤدي إلى دورانه.

• عندما تتجاوز زاوية الدوران 180° تُحدث قوى لبلاص دورانه في

المنحى المعاكس.

• لكي نحافظ على نفس منحى الدوران, يجب عكس منحى التيار الكهربائي

كلما أنجز الدوار نصف دورة. وهذا ما تقوم به المجموعة [المشتبطتان ; المجمع].