كثافة الفيض المغناطيسي تعريف

تعريف

Lorentzkraft_v2.svg 270 upright 1.8 قوة لورنتز المؤثرة على جسيم ذو شحنة موجبة تتحرك بسرعة v (يسار) ، أو بالتالي حالة تيار كهربائي I يمر في سلك (يمين ) . وحركته تقطع عموديا مجال مغناطيسي ذو كثافة فيض مغناطيسي B.

في حالة الكهرباء نتحدث عن شدة المجال الكهربائي < >E وفي حالة المغناطيسية نتحدث عن كثافة الفيض المغناطيسي < >B ، وقد عرفناهما من التجربة عن طريق القوة < >F المؤثرة على جسيم مشحون كهربائيا . أصبحنا نعرف القوتين الكهربائية والمغناطيسية ونعبر عن مجموعهما ك قوة لورنتز ، ونكتبهما في الصيغة المتجهة كالآتي

vec F_B q cdot vec v imes vec B Leftrightarrow vec F_B I cdot vec s imes vec B

حيث

  • vec F_B – تأثير قوة المجال المغناطيسي على شحنة كهربائية < >q متحركة ،
    • q, – شحنة كهربائية في هيئة جسيم أو في هيئة تيار كهربائي تبلغ شدته I, ،
    • vec v – سرعة حركة الجسيم المشحون , أو vec s طول السلك الذي يمر فيه التيار الكهربائي < >I،
    • vec B – كثافة الفيض المغناطيسي.

    المعادلة الاولى تعطي القوة المؤثرة على جسيم يتحرك مشحون مثل إلكترون يتحرك في صمام ، وأما المعادلة الثانية فهي حركة إلكترونات في سلك .بالتالي فالمعادلتين متساويتين تماما.

    في تلك المعادتين يدل المتجه
    vec B على اتجاه خطوط المجال المغناطيسي المؤثر. وإذا أردنا الاستغناء عن كتابة المعادلات بالصيغة متجه المتجهة التي تعطينا أتجاه القوة F_B من حاصل ضرب اتجاهي الضرب الاتجاهي لـ
    < >v و < >B أو بالتالي لـ < >s و < >B , فيمكننا حساب F_B g أ¤أں من المعادلة غير المتجهة الآتية

    F_B qcdot v cdot Bsin alpha , Leftrightarrow F_B Icdot s cdot Bsin alpha ,

    حيث

  • alpha, – الزاوية بين اتجاه حركة الجسيم واتجاه المجال المغناطيسي او بالتالي الزاوية بين اتجاه التيار < >I في السلك واتجاه المجال المغناطيسي .
  • فإذا كانت الشحنة < >q تتحرك بسرعة

    < >v عموديا على اتجاه المجال المغناطيسي فسوف تكون قيمة ext sin ! alpha مساوية 1 ، وتتبسط المعادلة إلى (بالتالي ينطبق هذا على حالة السلك )

    B frac F_B qcdot v Leftrightarrow B frac F_B Icdot s

    وفي حالة ان يكون المجال المغناطيسي ناشيء عن ملف يمر فيه تيار فيمكن تعريف كثافة الفيض المغناطيسي

    vec B له من المعادلة

    vec B mu cdot vec H mu cdot N cdot frac I l

    حيث

    • mu, – نفاذية (كهرومغنطيسية) النفاذية المغناطيسية
    • vec H – شدة المجال المغناطيسي
    • N, – عدد لفات السلك في الملف
    • l, – طول الملف
    • I, – شدة التيار المار في الملف .

    و يمكن قياس كثافة الفيض المغناطيسي عمليا بواسطة مغنيطومتر .

    كثافة الفيض المغناطيسي أو يسمى في بعض البلاد العربية كثافة التدفق المغناطيسي (بالإنجليزية magnetic flux density) هي كمية فيزيائية في الإلكترويناميكا ( الحركية الكهربائية) ويرمز لها بالرمز

    < >B.

    وهي تعبر عن كثافة خطوط المجال المغناطيسي التي تعبر وحدة المساحة وتكون عمودية عليها . يعود تعريف تلك الكمية إلى الفيزيائي الاسكتلندي جيمس ماكسويل .

    مثل كثافة الفيض المغناطيسي vec B كمثل كثافة التدفق الكهربائي vec D ، فكلاهما كمية متجهة ، ويتم حسابها عن طريق الجهد الانتجاهي vec A .

    اترك تعليقاً

    لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

    زر الذهاب إلى الأعلى