فيديو: امتحان الفزياء الدور الثاني للعام السابق • ٢٠١٨/٢٠١٧ • السؤال الحادي والثلاثون

امتحان الفزياء الدور الثاني للعام السابق • ٢٠١٨/٢٠١٧ • السؤال الحادي والثلاثون

٠٣:١٥

‏نسخة الفيديو النصية

يوضّح الشكل ملفًّا بداخله قلب حديدي قابل للحركة. يتصل الملفّ على التوالي بمقاومة أومية وأميتر وبطارية. ماذا يحدث لقراءة الأميتر إذا سُحِب القلب من الملفّ بسرعة؟

وموضَّح في الشكل البطارية والمقاومة الأومية والملفّ اللي جوَّاه القلب الحديدي. والأميتر بيقيس التيار اللي ماشي في الدايرة. والمطلوب نعرف إيه اللي هيحصل لقراءة الأميتر لو القلب الحديدي اتسحب من الملف.

فلو بصِّينا للدايرة قبل سحب القلب الحديدي. هنلاقي إن هي عبارة عن ملفّ متوصَّل بمصدر لفرق الجهد المستمرّ. فده بيأدي لأن فيه تيار مستمرّ بيمشي في الدايرة هنرمز له بِـ 𝐼 واحد. والتيار ده لمَّا بيمشي في الملفّ فهيكوِّن مجال مغناطيسي في قلب الملفّ. والمجال المغناطيسي ده بيساوي معامل نفاذية المادة اللي موجودة في قلب الملف في عدد لفَّات الملفّ في التيار اللي ماشي في الملفّ مقسوم على طوله. وقبل سحب القلب، التيار اللي ماشي في الملفّ كان تيار مستمرّ. وده معناه إن المجال المغناطيسي اللي في قلب الملف كان مجال ثابت. وبالتالي مش هيُسْتَحَثّ أيّ تيار في الملفّ. ففي الحالة دي، بنعامل الملفّ على إنه سلك مقاومته بصفر.

وبما إن مقاومة الأميتر قليّلة جدًّا، فنقدر برضو نعامله على إنه سلك مقاومته بصفر. فساعتها التيار اللي بيقراه الأميتر هنقدر نجيبه عن طريق قانون أوم. واللي بيقول: إن فرق الجهد على دايرة بيساوي التيار الكلّي اللي ماشي في الدايرة في المقاومة المكافئة للدايرة كلها. فده معناه إن قبل سحب القلب كانت القوة الدافعة الكهربية للبطارية بتساوي التيار 𝐼 واحد في المقاومة الوحيدة اللي موجودة في الدايرة، اللي هي 𝑅. وده لأننا اعتبرنا الملفّ والأميتر سلوك مقاومتها بصفر. فنقدر كده نجيب التيار اللي ماشي في الأميتر قبل سحب قلب الملفّ بإننا نقسم طرفين المعادلة على 𝑅.

أمَّا أثناء الفترة اللي بنسحب فيها القلب من الملفّ، فهنلاقي إن المجال المغناطيسي اللي في قلب الملفّ بيقلّ. وده بسبب إن المجال المغناطيسي بيتناسب طرديًّا مع معامل نفاذية المادة اللي في قلبه. وبما إن معامل نفاذية الحديد أكبر من معامل نفاذية الهواء، فده اللي هيأدي لأن المجال المغناطيسي في قلب الملفّ يقلّ. وطالما حصل تغيُّر في المجال المغناطيسي في قلب الملفّ، فده هيؤدي لأن يبقى فيه تيار بيُسْتَحَثّ في قلب الملفّ يعاكس التغيُّر اللي حصل. فالتيار المستحثّ ده هيبقى عايز يزوّد المجال المغناطيسي اللي في قلب الملفّ ناحية الشمال. وبالتالي التيار المستحثّ هيبقى في نفس اتجاه التيار الأصلي. فده هيزوّد التيار اللي ماشي في الدايرة طول الفترة اللي بيتغيّر فيها المجال المغناطيسي.

ولمَّا القلب الحديدي يتشال خالص من الملف. فالمجال المغناطيسي اللي موجود في قلب الملفّ هيستقرّ على القيمة القليّلة دي. وده معناه إن المجال المغناطيسي هيرجع ثابت تاني. وبالتالي مش هيبقى فيه أيّ تيارات مستحثَّة في الملفّ. ونرجع نعامله تاني كأنه سلك مقاومته بصفر. وساعتها التيار اللي ماشي في الدايرة هنقدر نجيبه عن طريق قانون أوم. فده هيطلَّع التيار بعد ما المجال المغناطيسي يستقرّ بيساوي القوة الدافعة الكهربية للبطارية مقسوم على المقاومة الوحيدة اللي في الدايرة، اللي هي 𝑅. يعني شدّة التيار هترجع لنفس القيمة قبل ما قلب الملفّ يتسحب.

فنقدر كده نقول: إن قراءة الأميتر هتزداد لحظيًّا في الفترة اللي المجال المغناطيسي هيبقى بيقلّ فيها. وبعدين هتعود لِمَا كانت عليه لمَّا المجال المغناطيسي يستقرّ.

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