الحث الكهرومغناطيسي – المغناطيس والملف والتيار المتردد

ماذا تعرض

يولّد الحث الكهرومغناطيسي قوة دافعة كهربائية في الملف كلما تغيّر التدفق المغناطيسي الذي يعبره. وفق قانون فاراداي e = −ΔΦ/Δt حيث Φ = NBS، لذلك يعطي المغناطيس الأسرع أو الملف ذو اللفات الأكثر قوة دافعة أكبر، أما المغناطيس الساكن داخل الملف فلا يعطي شيئًا مهما كان مجاله قويًا. وتعني إشارة السالب (قانون لنز) أن إدخال المغناطيس وإخراجه يدفعان التيار في اتجاهين متعاكسين. وعندما يدور المغناطيس يزداد التدفق ويتناقص دوريًا، فتنعكس القوة الدافعة كل نصف دورة: وهذا مبدأ مولّد التيار المتردد.

طريقة الاستخدام

اختر «السحب باليد» وحرّك المغناطيس ببطء ثم بسرعة إلى داخل الملف وخارجه بينما يراقب الطلاب مؤشر الجلفانومتر؛ وثبّت المغناطيس داخل الملف لتُظهر عودة المؤشر إلى الصفر. انتقل إلى «دخول وخروج تلقائي» وقارن عدة قيم لعدد اللفات N ولسرعة المغناطيس على منحنى e(t). وأخيرًا اضغط «مغناطيس دوار» واربط شكل المنحنى بالتيار المتردد.

المعاملات القابلة للتغيير

• عدد اللفات N 5–200 لفة
• سرعة المغناطيس (الوضع التلقائي/الدوار) 5–60 cm/s
• القطب الذي يدخل الملف أولًا القطب الشمالي (N), القطب الجنوبي (S)
• الوضع تحريك المغناطيس باليد, يدخل المغناطيس ويخرج تلقائيًا, مغناطيس دوار (تيار متردد)
• إظهار خطوط المجال المغناطيسي

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يمر تيار مستحث عندما يكون المغناطيس ساكنًا داخل الملف؟
2. ما طريقتان لجعل مؤشر الجلفانومتر ينحرف أكثر؟
3. عندما يدور المغناطيس، لماذا يظل التيار المستحث يعكس اتجاهه؟