تطبيق الفيزياء - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

الشكل 11-4 يؤدي اقتراب القطب الشمالي للمغناطيس من الملف إلى مرور تيار خطي في الملف. ويمكن توقع اتجاه هذا التيار المتولد بواسطة قانون لنز.

الطبخ الحثي:

عندما يمر تيار كهربائي متردد AC في ملف لولبي أسفل موقد فلزي، فإن المجال المغناطيسي في الملف اللولبي يتغير فينشأ تيار كهربائي حثي يُستخدم في تسخين قدور الطبخ ومحتوياتها.

ممانعة التغير بين الشكل 11-4 مثالاً على كيفية تطبيق قانون لنز. حيث يُرتب القطب الشمالي للمغناطيس من الطرف الأيسر للملف. لكي تتولد قوة تُمانع اقتراب القطب الشمالي من الطرف الأيسر للملف. باستخدام القاعدة الثانية لليمين ستجد أن اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من الطرف الأيسر للملف يجب أن يكون في عكس اتجاه حركة عقارب الساعة. وقد دلت التجارب على صحة ذلك. وإذا عكس القطب المغناطيسي بحيث يقترب القطب الجنوبي له إلى الملف فسيمر التيار الحثي في اتجاه حركة عقارب الساعة.

إذا كان التيار الناتج عن المولد الكهربائي صغيرًا فستكون القوة المغناطيسية المؤثرة في الملف بسهولة. أما إذا كان التيار الناتج عن المولد كبيرًا فستكون القوة المؤثرة في التيار كبيرة، لذا يكون تدوير الملف أصعب. والمولد الذي يولد تيارًا كبيرًا ينتج مقدارًا كبيرًا من الطاقة الكهربائية، وللتغلب على قوة الممانعة المؤثرة في الملف يجب تزويده بطاقة ميكانيكية لإنتاج طاقة كهربائية، وهذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة.

ينطبق قانون لنز أيضاً على المحركات؛ فعندما يتحرك سلك يسري فيه تيار كهربائي داخل مجال مغناطيسي تتولد فيه قوة دافعة كهربائية، تسمى القوة الدافعة الحثية العكسية، ويكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه التيار، وعند لحظة تشغيل المحرك، لابد أن يسري تيار كبير بسبب صغر مقاومته. أما إذا أوقف المحرك الكلي بسبب صغر مقاومته، فإن المحرك يعمل على توليد قوة دافعة مغناطيسية على توليد قوة دافعة كهربائية عكسية، ويكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه التيار، لذا يقل التيار الكلي في المحرك. وإذا أثر في المحرك هل ميكانيكي - كأن يبذل شغلاً لرفع سرعة دوران المحرك تقل. مما يؤدي إلى تقليل القوة الدافعة الكهربائية العكسية، ولذلك يسري تيار أكبر خلال ملف المحرك. لاحظ أن هذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة. وإذا ازدادت القدرة الواصلة للمحرك، وهذه القدرة يزود بها الحمل فترة ميكانيكية. إذا أوقف الحمل الميكانيكي للمحرك فقد يصبح التيار كبيرًا إلى درجة تسخن معها أسلاك المحرك كثيرًا.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

116

الشكل 11-4 يؤدي اقتراب القطب الشمالي للمغناطيس من الملف إلى مرور تيار خطي في الملف. ويمكن توقع اتجاه هذا التيار المتولد بواسطة قانون لنز. --- SECTION: تطبيق الفيزياء --- الطبخ الحثي: عندما يمر تيار كهربائي متردد AC في ملف لولبي أسفل موقد فلزي، فإن المجال المغناطيسي في الملف اللولبي يتغير فينشأ تيار كهربائي حثي يُستخدم في تسخين قدور الطبخ ومحتوياتها. ممانعة التغير بين الشكل 11-4 مثالاً على كيفية تطبيق قانون لنز. حيث يُرتب القطب الشمالي للمغناطيس من الطرف الأيسر للملف. لكي تتولد قوة تُمانع اقتراب القطب الشمالي من الطرف الأيسر للملف. باستخدام القاعدة الثانية لليمين ستجد أن اتجاه خطوط المجال المغناطيسي من الطرف الأيسر للملف يجب أن يكون في عكس اتجاه حركة عقارب الساعة. وقد دلت التجارب على صحة ذلك. وإذا عكس القطب المغناطيسي بحيث يقترب القطب الجنوبي له إلى الملف فسيمر التيار الحثي في اتجاه حركة عقارب الساعة. إذا كان التيار الناتج عن المولد الكهربائي صغيرًا فستكون القوة المغناطيسية المؤثرة في الملف بسهولة. أما إذا كان التيار الناتج عن المولد كبيرًا فستكون القوة المؤثرة في التيار كبيرة، لذا يكون تدوير الملف أصعب. والمولد الذي يولد تيارًا كبيرًا ينتج مقدارًا كبيرًا من الطاقة الكهربائية، وللتغلب على قوة الممانعة المؤثرة في الملف يجب تزويده بطاقة ميكانيكية لإنتاج طاقة كهربائية، وهذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة. --- SECTION: المحركات وقانون لنز --- ينطبق قانون لنز أيضاً على المحركات؛ فعندما يتحرك سلك يسري فيه تيار كهربائي داخل مجال مغناطيسي تتولد فيه قوة دافعة كهربائية، تسمى القوة الدافعة الحثية العكسية، ويكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه التيار، وعند لحظة تشغيل المحرك، لابد أن يسري تيار كبير بسبب صغر مقاومته. أما إذا أوقف المحرك الكلي بسبب صغر مقاومته، فإن المحرك يعمل على توليد قوة دافعة مغناطيسية على توليد قوة دافعة كهربائية عكسية، ويكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه التيار، لذا يقل التيار الكلي في المحرك. وإذا أثر في المحرك هل ميكانيكي - كأن يبذل شغلاً لرفع سرعة دوران المحرك تقل. مما يؤدي إلى تقليل القوة الدافعة الكهربائية العكسية، ولذلك يسري تيار أكبر خلال ملف المحرك. لاحظ أن هذا يتفق مع قانون حفظ الطاقة. وإذا ازدادت القدرة الواصلة للمحرك، وهذه القدرة يزود بها الحمل فترة ميكانيكية. إذا أوقف الحمل الميكانيكي للمحرك فقد يصبح التيار كبيرًا إلى درجة تسخن معها أسلاك المحرك كثيرًا. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 116 --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 11-4 يؤدي اقتراب القطب الشمالي للمغناطيس من الملف إلى مرور تيار خطي في الملف. ويمكن توقع اتجاه هذا التيار المتولد بواسطة قانون لنز. Description: Illustration showing a bar magnet with North and South poles approaching a coil of wire connected to a meter. Arrows indicate magnetic field lines and current flow. Context: Demonstrates the principle of electromagnetic induction according to Lenz's Law. **DIAGRAM**: Untitled Description: Illustration showing a pot with a coil underneath, placed on an induction cooker base. The pot is labeled as containing a substance being heated. Context: Illustrates the practical application of electromagnetic induction in induction cooking. **DIAGRAM**: Untitled Description: Schematic diagram showing the internal parts of an electric motor, including a coil (rotor) within a magnetic field (stator). Arrows indicate current flow and magnetic forces. Context: Represents the working principle of electric motors, relating current, magnetic fields, and force.