الملفات والمغناطيس: قانون فاراداي

ماذا تعرض

ينص قانون فاراداي على أن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في ملف تتناسب مع معدل تغير الفيض المغناطيسي الذي يخترقه ومع عدد لفاته. في هذه المحاكاة لا يتولد تيار إلا حين يتحرك المغناطيس بالنسبة إلى الملف، أما المغناطيس الساكن فلا يضيء المصباح مهما اقترب. وكلما كانت الحركة أسرع أو المغناطيس أقوى أو اللفات أكثر، كانت القوة الدافعة المستحثة أكبر والمصباح أشد سطوعًا. ويتعلق اتجاه التيار المستحث باتجاه الحركة وبالقطب المواجه للملف، كما يصفه قانون لنز: يعاكس التيار المستحث التغير الذي سببه. وتقريب المغناطيس وإبعاده بالتناوب يولّد تيارًا مترددًا.

طريقة الاستخدام

اسحب المغناطيس نحو الملف ثم بعيدًا عنه، ولاحظ أن المصباح لا يضيء إلا في أثناء الحركة. فعّل «الفولتميتر» لترى قيمة الجهد واتجاهه، ثم حرّك المغناطيس ببطء ثم بسرعة وقارن. اضغط «ملفان» لإضافة الملف الثاني، و«قلب المغناطيس» لعكس القطبين، وغيّر «قوة المغناطيس». فعّل «خطوط المجال» لترى شكل المجال، واضغط «إعادة ضبط الموضع» لإرجاع المغناطيس إلى مكانه.

المعاملات القابلة للتغيير

• الملفات في الدائرة ملف واحد (4 لفات), ملفان (4 لفات + لفتان)
• إظهار الفولتميتر
• إظهار خطوط المجال المغناطيسي
• القطب الأيسر للمغناطيس القطب الشمالي (N) على اليسار, القطب الجنوبي (S) على اليسار
• قوة المغناطيس 20–100 %

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا ينطفئ المصباح عندما يتوقف المغناطيس داخل الملف، مع أنه قريب جدًا منه؟
2. ما ثلاث طرائق لزيادة سطوع المصباح في هذه المحاكاة؟
3. ماذا يحدث لانحراف مؤشر الفولتميتر عند قلب قطبي المغناطيس أو عكس اتجاه حركته؟