فيديو السؤال: فهم الحث الكهرومغناطيسي لمغناطيس دوار الفيزياء

نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل الآتي قضيبًا مغناطيسيًّا وحلقة نحاسية. الحلقة النحاسية ساكنة، والقضيب المغناطيسي يدور. هل سيتولد تيار مستحث في الحلقة النحاسية؟

للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نبدأ بتذكر أنه عندما تتعرض حلقة من سلك موصل لمجال مغناطيسي متغير، يستحث فرق جهد في السلك. هذا الفرق في الجهد يولد تيارًا في السلك. وهذا هو الحث الكهرومغناطيسي. لكن للتفكير في كيفية الإجابة عن هذا السؤال، دعونا نفترض أولًا أن لدينا حلقة نحاسية ساكنة بمفردها، دون وجود مغناطيسات حولها. الحلقة ليست متصلة بأي نوع من الدوائر الكهربية، ولا يوجد شيء آخر بالقرب منها. إذن، لن يمر تيار في هذه الحلقة؛ لأنه لا يوجد ما يمكن أن يسبب تدفق الشحنات في الحلقة.

لنفكر الآن فيما سيحدث إذا وضعنا قضيبًا مغناطيسيًّا ساكنًا بجوار الحلقة. في هذه الحالة، لن يمر تيار في الحلقة أيضًا، لكن بعض خطوط المجال المغناطيسي للقضيب المغناطيسي سيمر الآن عبر الحلقة، على هذا النحو. مع ذلك، إذا بدأ المغناطيس أو الحلقة في التحرك أحدهما بالنسبة إلى الآخر، سيتغير المجال المغناطيسي المار عبر الحلقة، وهو ما يولد تيارًا مستحثًّا في السلك. في هذا السؤال، لدينا قضيب مغناطيسي يدور. سيؤدي دوران القضيب المغناطيسي بدوره إلى دوران المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس، وهو ما سيؤدي بالتأكيد إلى تغير المجال المغناطيسي المار عبر الحلقة.

بذلك نكون قد أثبتنا أنه عند تعرض ملف لمجال مغناطيسي متغير، فسيولد ذلك تيارًا مستحثًّا في السلك. إذن، الإجابة عن ذلك هي نعم. عندما يدور المغناطيس، يتولد تيار مستحث في الحلقة النحاسية.