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

أن مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك F تتناسب طرديًا مع كل من مقدار المجال المغناطيسي B، ومقدار التيار، وطول السلك L الموضوع داخل المجال المغناطيسي. وتكون العلاقة بين هذه المتغيرات الأربعة على النحو الآتي:

القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي F = ILB sin θ

تساوي حاصل ضرب شدة المجال المغناطيسي في مقدار التيار وطول السلك. يقاس المجال المغناطيسي B بوحدة تسلا T، وهي تساوي N/A.m.

لاحظ أنه إذا كان المجال المغناطيسي غير متعامد مع السلك فستظهر المركبة العمودية للمجال المغناطيسي في المعادلة السابقة لتصبح كما يأتي: θ sin F=ILB . فإذا أصبح السلك موازياً للمجال المغناطيسي تصبح θ = 0 ، وستؤول القوة إلى الصفر. أما عندما تكون الزاوية θ=90° فتصبح المعادلة مرة أخرى على الصورة الآتية: F=ILB.

مكبرات الصوت

تعد مكبرات الصوت إحدى التطبيقات العملية على القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي. تعمل السماعة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية باستخدام مخروط رفيع مثبت على سلك رفيع، وهذا المخروط الموضوع في مجال مغناطيسي. يرسل الضخم الذي يشغل السماعة تيارًا كهربائيًا خلال الملف كما هو موضح في الشكل 18-3، ويتغير اتجاه هذا التيار بين 20 و 20000 مرة في الثانية، وذلك وفقاً لحدة الصوت التي يمثلها. وعندها يتأثر الملف الخفيف بقوة تدفعه نحو الداخل أو الخارج؛ لأنه موجود في مجال مغناطيسي، وذلك اعتماداً على اتجاه التيار المرسل من المضخم. وحركة الملف الخفيف هذه تجعل المخروط الورقي يهتز محدثاً موجات صوتية في الهواء.

حساب شدة المجال المغناطيسي

يسري تيار كهربائي مقداره A 5.0 في سلك مستقيم موضوع عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره B. فإذا كانت القوة المغناطيسية المؤثرة في جزء طوله m 0.10 من السلك تساوي N 0.20 فا حسب شدة المجال المغناطيسي.

تحليل المسألة ورسمها

• ارسم رسماً تخطيطياً للسلك، مبيناً اتجاه التيار الكهربائي بواسطة سهم، وارسم خطوط المجال المغناطيسي B والقوة المؤثرة في السلك F. • حدد اتجاه القوة المؤثرة في السلك باستخدام القاعدة الثالثة لليمين. • واعلم أن السلك والمجال والقوة جميعها متعامدة بعضها على بعض.

المجهول

B=?

المعلوم

I = 5.0 A F = 0.20 N L = 0.10 m

أن مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك F تتناسب طرديًا مع كل من مقدار المجال المغناطيسي B، ومقدار التيار، وطول السلك L الموضوع داخل المجال المغناطيسي. وتكون العلاقة بين هذه المتغيرات الأربعة على النحو الآتي: القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي F = ILB sin θ تساوي حاصل ضرب شدة المجال المغناطيسي في مقدار التيار وطول السلك. يقاس المجال المغناطيسي B بوحدة تسلا T، وهي تساوي N/A.m. لاحظ أنه إذا كان المجال المغناطيسي غير متعامد مع السلك فستظهر المركبة العمودية للمجال المغناطيسي في المعادلة السابقة لتصبح كما يأتي: θ sin F=ILB . فإذا أصبح السلك موازياً للمجال المغناطيسي تصبح θ = 0 ، وستؤول القوة إلى الصفر. أما عندما تكون الزاوية θ=90° فتصبح المعادلة مرة أخرى على الصورة الآتية: F=ILB. --- SECTION: Loudspeakers --- مكبرات الصوت تعد مكبرات الصوت إحدى التطبيقات العملية على القوة المغناطيسية المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي. تعمل السماعة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية باستخدام مخروط رفيع مثبت على سلك رفيع، وهذا المخروط الموضوع في مجال مغناطيسي. يرسل الضخم الذي يشغل السماعة تيارًا كهربائيًا خلال الملف كما هو موضح في الشكل 18-3، ويتغير اتجاه هذا التيار بين 20 و 20000 مرة في الثانية، وذلك وفقاً لحدة الصوت التي يمثلها. وعندها يتأثر الملف الخفيف بقوة تدفعه نحو الداخل أو الخارج؛ لأنه موجود في مجال مغناطيسي، وذلك اعتماداً على اتجاه التيار المرسل من المضخم. وحركة الملف الخفيف هذه تجعل المخروط الورقي يهتز محدثاً موجات صوتية في الهواء. --- SECTION: مثال 1 --- حساب شدة المجال المغناطيسي يسري تيار كهربائي مقداره A 5.0 في سلك مستقيم موضوع عمودياً على مجال مغناطيسي مقداره B. فإذا كانت القوة المغناطيسية المؤثرة في جزء طوله m 0.10 من السلك تساوي N 0.20 فا حسب شدة المجال المغناطيسي. --- SECTION: تحليل المسألة ورسمها --- تحليل المسألة ورسمها • ارسم رسماً تخطيطياً للسلك، مبيناً اتجاه التيار الكهربائي بواسطة سهم، وارسم خطوط المجال المغناطيسي B والقوة المؤثرة في السلك F. • حدد اتجاه القوة المؤثرة في السلك باستخدام القاعدة الثالثة لليمين. • واعلم أن السلك والمجال والقوة جميعها متعامدة بعضها على بعض. --- SECTION: المجهول --- المجهول B=? --- SECTION: المعلوم --- المعلوم I = 5.0 A F = 0.20 N L = 0.10 m --- VISUAL CONTEXT --- **DIAGRAM**: الشكل 18-3 تعمل السماعة على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية. Description: Diagram showing a loudspeaker with labels: مغناطيس دائم (permanent magnet), ملف لولبي (coil), مخروط (cone). It illustrates how electrical energy is converted to sound energy. Context: Illustrates the physical components and function of a loudspeaker. **DIAGRAM**: Untitled Description: Diagram illustrating a straight wire (سلك) carrying current (I) in a magnetic field (B), with the resulting force (F) shown perpendicular to both. Arrows indicate directions. Data: Illustrates the relationship between current (I), magnetic field (B), and force (F) on a conductor, showing perpendicularity. Key Values: I (current), B (magnetic field), F (force), Perpendicularity of I, B, and F Context: Visual representation for solving problems related to the magnetic force on a current-carrying wire.