فيديو: امتحان الفزياء للعام السابق • ٢٠١٨/٢٠١٧ • السؤال الثاني والأربعون

امتحان الفزياء للعام السابق • ٢٠١٨/٢٠١٧ • السؤال الثاني والأربعون

٠٢:٤١

‏نسخة الفيديو النصية

سلكان طويلان متوازيان يمُرّ بهما تياران شدتاهما: واحد أمبير، تلاتة أمبير؛ على الترتيب في الاتجاه الموضَّح في الشكل. عند أيٍّ من النقاط 𝐴، 𝐵، 𝐶 ، 𝐷، 𝐸 يكون المجال المغناطيسي صفرًا؟

يمُرّ في السلك 𝑥 تيار شدته واحد أمبير، وفي السلك 𝑦 تيار شدته تلاتة أمبير. ومن الشكل اتجاه التياران لأعلى. والمطلوب نعرف عند أي نقطة من النقاط الموضَّحة هيكون المجال المغناطيسي صفرًا.

عند مرور تيار في سلك هينشأ حوله مجال مغناطيسي ممكن معرفة اتجاهه باستخدام قاعدة اليد اليمنى لأمبير. فلو كان اتجاه التيار في السلك لأعلى. هيكون اتجاه خطوط الفيض المغناطيسي إلى داخل الصفحة على يمين السلك، وخارج من الصفحة على يسار السلك.

وكثافة الفيض المغناطيسي حول سلك عند نقطة معينة تتناسب طرديًّا مع شدّة التيار المارّ فيه. حيث 𝐵 تساوي معامل النفاذية المغناطيسية للوسط في شدّة التيار المارّ في السلك، الكل على اتنين 𝜋 في بُعد النقطة عن السلك. لكنّنا عايزين نوجد النقطة اللي هيكون عندها المجال المغناطيسي بصفر.

لو بصّينا ناحية اليمين، هنلاقي إن المجال المغناطيسي كله اتجاهه لداخل الصفحة. فالمجال المغناطيسي لا يمكن يساوي صفر عند النقطة 𝐸. ولو بصّينا ناحية اليسار، هنلاقي إن المجال المغناطيسي كله اتجاهه خارج من الصفحة. فالمجال المغناطيسي لا يمكن يساوي صفر عند النقطة 𝐴.

إذن نقطة التعادل، اللي هي النقطة اللي بينعدم عندها المجال المغناطيسي، هتكون بين السلكين. حيث هناك مجال مغناطيسي لداخل وخارج الصفحة. عند نقطة التعادل، كثافة الفيض المغناطيسي الناشئ حول السلك 𝑥 بيساوي كثافة الفيض المغناطيسي الناشئ حول السلك 𝑦. وبالتعويض عن 𝐵، 𝜇𝐼𝑥 الكل على 2𝜋𝑑𝑥؛ هيساوي 𝜇𝐼𝑦 الكل على 2𝜋𝑑𝑦. نقدر نختصر الـ 𝜇 مع الـ 𝜇، وَ 2𝜋 مع 2𝜋. فيبقى 𝐼𝑥 على 𝑑𝑥، بيساوي 𝐼𝑦 على 𝑑𝑦.

وبضرب طرفَي المعادلة في 𝑑𝑦 على 𝐼𝑥، 𝑑𝑦 على 𝑑𝑥 هيساوي 𝐼𝑦 على 𝐼𝑥. وبالتعويض عن 𝐼𝑦 وَ 𝐼𝑥 ،𝑑𝑦 على 𝑑𝑥 هيساوي تلاتة أمبير على واحد أمبير. هنختصر الأمبير مع الأمبير، فيبقى 𝑑𝑦 على 𝑑𝑥 بيساوي تلاتة على واحد. إذن نقطة التعادل هتكون أبعد تلات مرات عن السلك 𝑦 من السلك 𝑥. يعني عند النقطة 𝐵.

وبكده يبقى جِبنا النقطة اللي هيكون عندها المجال المغناطيسي صفر.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.