القائمة الرئيسية

المجال المغناطيسي لملف دائري وملف لولبي

درس تفاعلي متكامل يضم 5 محطات تعليمية ومشغل صوتي ناطق - المجال المغناطيسي لملف دائري وملف لولبي

96 مشاهدة آخر تحديث: 18 أكتوبر 2026
المحطة 1 من 5 فكّر واستعد: انطلاقة التعلم والأهداف
الصف الثالث الثانوي - فيزياء الفصل الثاني: التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وأجهزة القياس

كثافة الفيض لملف دائري وملف حلزوني (لولبي) وتطبيقاتهما

انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆

عند ثني السلك المستقيم على هيئة حلقة دائرية أو عدة لفات دائرية، يتغير شكل خطوط الفيض المغناطيسي تغيراً جذرياً؛ حيث تفقد دائريتها بالقرب من الملف وتصبح خطوطاً بيضاوية تزدحم داخل الملف، بينما تصبح مستقيمة ومتوازية تماماً عند محور الملف وفي مركزه، مما يعني أن المجال المغناطيسي عند مركز الملف الدائري يكون مجالاً منتظماً يشبه المجال المغناطيسي لمغناطيس قصير أو قرص مصمت له قطبان. أما إذا تباعدت لفات الملف بانتظام على طول محور أسطواني ليصبح ملفاً لولبياً (حلزونياً)، فإن المجال داخل تجويفه على امتداد محوره يكون منتظماً وموازياً لمحور الملف، ويشبه تماماً المجال المغناطيسي لقضيب مغناطيسي طويل.

1. كثافة الفيض عند مركز ملف دائري

تُحسب كثافة الفيض المغناطيسي (B) عند مركز ملف دائري يتكون من (N) لفة ونصف قطره (r) ويمر به تيار (I) من العلاقة:
B = (μ · N · I) / (2r)

قواعد تحديد اتجاه المجال عند مركز الملف الدائري:

  • قاعدة البريمة اليمنى لماكسويل: عند دوران بريمة يمنى مع اتجاه التيار، يشير اتجاه اندفاعها لاتجاه خطوط المجال.
  • قاعدة عقارب الساعة: إذا كان اتجاه التيار مع عقارب الساعة يكون الوجه قطباً جنوبياً (S)، وإذا كان عكس عقارب الساعة يكون قطباً شمالياً (N).
  • قاعدة اليد اليمنى لأمبير المعدلة: تلتف الأصابع مع التيار فيشير الإبهام لاتجاه القطب الشمالي والمجال عند المركز.

2. كثافة الفيض عند نقطة على محور ملف لولبي

تُحسب كثافة الفيض المغناطيسي داخل ملف لولبي طول محوره (L) من العلاقة:
B = (μ · N · I) / L = μ · n · I
حيث n = N / L تمثل عدد اللفات في وحدة الأطوال (لفة/متر).

إبعاد أو ضغط لفات الملف

إذا تباعدت لفات ملف دائري بانتظام ليتحول لملف لولبي: B_دائري / B_لولبي = L / (2r).

قطع جزء من الملف اللولبي

عند قطع ربع الملف وتوصيل الباقي بنفس فرق الجهد، تقل المقاومة ويزداد التيار فتزداد كثافة الفيض، بينما تظل n ثابتة.

المسألة: سلك على شكل ملف دائري مكون من لفة واحدة يمر به تيار I فكانت كثافة الفيض B. إذا أُعيد لفه ليصبح ملفاً دائرياً مكوناً من 3 لفات ومَرّ به نفس التيار، فكم تصبح كثافة الفيض عند مركزه؟
الحل: طول السلك ثابت L = 2π·r1·N1 = 2π·r2·N2 ⟹ r2 = r1 / 3.
B1 / B2 = (N1 / N2) × (r2 / r1) = (1 / 3) × (1 / 3) = 1 / 9.
إذن تصبح كثافة الفيض الجديدة B2 = 9 B (تزداد 9 أمثال).
المسألة: ملف لولبي طوله 0.2 m وعدد لفاته 500 لفة يمر به تيار 2 A في الهواء، احسب كثافة الفيض المغناطيسي عند نقطة داخله تقع على محوره.
الحل:
B = (μ · N · I) / L = (4π × 10⁻⁷ × 500 × 2) / 0.2 = (4π × 10⁻⁴) / 0.2 = 2π × 10⁻³ T ≈ 6.28 × 10⁻³ T.

اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:

الملف الدائري
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
موصل سلكي ملفوف على هيئة حلقة أو عدة لفات دائرية متطابقة
💡 إضاءة وتوضيح: مجاله عند المركز يشبه مغناطيس قصير
الملف اللولبي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
موصل ملفوف حلزونياً حول أسطوانة بطول منتظم
💡 إضاءة وتوضيح: مجاله عند المحور يشبه قضيب مغناطيسي
عدد اللفات لوحدة الأطوال
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
النسبة بين العدد الكلي للفات وطول محور الملف اللولبي
💡 إضاءة وتوضيح: n = N / L وتقاس بـ لفة/متر
المجال المغناطيسي المنتظم
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مجال مغناطيسي ثابت الشدة والاتجاه وتمثله خطوط مستقيمة متوازية
💡 إضاءة وتوضيح: يتحقق عند محور الملف اللولبي ومركز الملف الدائري
قاعدة البريمة اليمنى
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
قاعدة فيزيائية تحدد اتجاه المجال المغناطيسي عند مركز ملف دائري
💡 إضاءة وتوضيح: اندفاع البريمة يحدد اتجاه خطوط المجال
قاعدة حركة عقارب الساعة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
قاعدة لمعرفة نوع القطب المغناطيسي المتكون على وجه الملف
💡 إضاءة وتوضيح: مع عقارب الساعة جنوبي وعكسها شمالي
نصف قطر الملف
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
المسافة من مركز الحلقة الدائرية إلى محيط السلك
💡 إضاءة وتوضيح: يرمز له بـ r ويتناسب عكسياً مع B
اللف المزدوج
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
طريقة لف السلك بحيث يمر التيار في اتجاهين متضادين فيلغي المجالان بعضهما
💡 إضاءة وتوضيح: تُستخدم لصنع مقاومات قياسية عديمة الحث
قلب الحديد المطاوع
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مادة ذات نفاذية مغناطيسية عالية تُوضع داخل الملف لتجميع خطوط الفيض
💡 إضاءة وتوضيح: يزيد من كثافة الفيض المغناطيسي بدرجة هائلة
العزم الثنائي للملف
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
عزم ثنائي القطب المغناطيسي المتولد عن مرور التيار في حلقة دائرية
💡 إضاءة وتوضيح: كمية متجهة عمودية على مستوى الملف
القرص المصمت المغناطيسي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
النموذج الفيزيائي المكافئ للمجال المغناطيسي الناتج عن ملف دائري
💡 إضاءة وتوضيح: له قطبان شمالي وجنوبي
تراكب المجالات في الملفات
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
محصلة كثافة الفيض لملفين دائريين متحدي المركز في نفس المستوى
💡 إضاءة وتوضيح: جمع إذا كان التياران في اتجاه واحد وطرح إذا تضادا

اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:

1 إذا أُعيد لف سلك ملف دائري بحيث زاد عدد لفاته إلى ثلاثة أمثال مع بقاء طول السلك وشدة التيار ثابتين، فإن كثافة الفيض عند المركز تصبح:
2 طريقة اللف المزدوج في المقاومات القياسية تهدف بصفة أساسية إلى:
3 المجال المغناطيسي الناتج عن مرور تيار كهربي في ملف لولبي يشبه تماماً المجال المغناطيسي لـ:
4 إذا تم ضغط لفات ملف لولبي بانتظام حتى تلامست وأصبح ملفاً دائرياً قطره مساوياً لطول الملف اللولبي، فإن كثافة الفيض عند المركز:
5 ملف دائري نصف قطره R يمر به تيار شدته I، وُضع في مركزه سلك مستقيم عمودي على مستواه يمر به تيار I، فإن محصلة كثافة الفيض عند مركز الملف:
6 إذا قُطع نصف طول ملف لولبي وتَمّ توصيل النصف المتبقي بنفس المصدر الكهربي (نفس الجهد)، فإن كثافة الفيض عند نقطة على محوره:
7 وجه الملف الدائري الذي يكون اتجاه حركة التيار فيه في اتجاه عقارب الساعة يمثل قطباً مغناطيسياً:
8 النسبة بين كثافة الفيض لملف دائري (B1) وملف لولبي (B2) لهما نفس عدد اللفات ويمر بهما نفس التيار عند تحويل الدائري للولبي بإبعاد لفاته هي:
🎉 تهانينا يا بطل! أتممت جميع محطات الدرس بنجاح باهر وتستحق وسام التميز!

أكملت دراسة هذا الدرس؟

احفظ إنجازك الآن لإضافة 5 نقاط تميز إلى رصيدك وتسجيل الدرس في لوحة إحصائياتك!