القوة المغناطيسية

 تمهيد:  يولد المغناطيسُ حوله مجالاً مغناطيسيّا

يؤثّر بقوّةٍ في الموادّ المغناطيسيّة وفي الشحنات

الكهربائيّة المتحرّكة فيه ( التيار الكهربائي ). من أهم

تطبيقات هذه القوّة؛ المحرّكُ الكهربائيّ  الذي يستخدم

في السيارات الكهربائيّة  التي أصبحت تغزو الأسواق

 بفعل كفاءتها العالية في تحويل الطاقة وحفاظها

على البيئة.والشكل  المجاور يوضح  الأجزاء الرئيسة

 للمحرك الكهربائي وكيفية  عمله.وسيتم تناول ذلك

 في هذا الدرس باذن الله. 

  الشكل : محرك كهربائي

 المجال المغناطيسيّ Magnetic Field

توجد المواد المغناطيسيّة في الطبيعة؛ فمعدنُ

المغنتيت Magnetite مادة مُمغنطةٌ طبيعيّة،

عندما تعلّق  قطعةٌ  منهاتعليقًا حُرًّا في الهواء

أخذت تدور حتى استقرّت باتّجاه شمال-جنوب؛

لذلك صنعت منهاالشعوب القديمة البوصلة

 لاستخدامها في الملاحة وما زالت تستخدم حتى الآن.

 المغناطيس الدائم Permanent Magnet
  الحديد، والنيكل، والكوبالت، والنيوديميوم، من الأمثلة

  على المواد التي يصنع  منه المغناطيس حيثُ تُسمّى 

هذه موادَّ مغناطيسيّة. لكلّ مغناطيسٍ قطبان؛ قطبٌ

شماليٌّ ( North Pole (N ، وقطبٌ جنوبيّ ( .South Pole (S 

 عند تعليق مغناطيسٍ مُستقيمٍ بحيثُ يكون حُرَّ الدوران؛

فإنّ قطبهُ الشماليّ يشيرُ نحو الشمال، بينما يشيرُ

قطبه الجنوبيُّ نحو الجنوب. تجدُر الإشارة إلى أنّ القُطب 

  المغناطيسيّ الشماليّ للأرض يقعُ بالقرب من قُطبها

الجغرافيّ الجنوبيّ، والعكس صحيح. توجدُ أقطابُ

المغانط دائمًا على شكل أزواج؛  شماليٍّ وجنوبيّ،

ولا يوجد قطبُ مغناطيسيٌّ منفردٌ، على خلاف الشحنات

الكهربائيّة، حيث يمكن أن توجد شحنةٌ مفردة؛ موجبةٌ أو

 سالبة.

 تؤثر القوّةٍ  المغناطيسيةعن بُعدٍ في أيّ قطعةٍ من مادّةٍ

مغناطيسيّةٍ قريبةٍ منه؛ وبذلك فإنّ القوّة المغناطيسيّة 

قوّة تأثير عن بعد ( قوة مجال )   دون الحاجة للتلامس بين

 المغناطيس

  المواد المغناطيسية الأخرى  (مثل قوّة الجذب  الكتليّ، 

 والقوّة الكهربائيّة).  لاحظ الشكل المقابل:

مفهومُ المجال المغناطيسيّ

 Magnetic Field Concept

المجالُ المغناطيسيّ خاصية للحيّز المحيط

 بالمغناطيس، ويظهر في هذا الحيّز تأثيرُ

 المجال المغناطيسيّ على شكل قوى

 مغناطيسيّة تؤثّر في المغانط الأخرى والموادّ

المغناطيسيّة والمجال المغناطيسيّ كميّة

 مُتّجهة، يمكنُ تحديد اتّجاهه عند نقطةٍ

مُعيّنةٍ بوضع بوصلةٍ صغيرةٍ عندتلك النقطة 

 فتشيرُ إبرتُها إلى  اتّجاه المجال كما في الشكل

 المقابل.

 نستطيع التعرف على شكل المجال

 المغناطيسيباستخدام برادة الحديد

 كما في الشكل المجاور

نستطيع التعرف على اتجاه المجال المغناطيسي

باستخدام البوصلة كما فيالشكل المجاور

خطوط المجال المغناطيسيMagnetic Field Lines

  يمثل المجال المغناطيسي بخطوط تعبر عن مقداره

واتجاهه يوجد قوة تجاذب بين الأقطاب المختلفة

للمغانط وقوة تنافر بين الأقطاب المتشابهة كما

في المشهد المتحرك المقابل ويوجد عند كل نقطة في

 منطقة المجال  مجالا مغناطيسيا محصلا  ومن أهم

 خصائص خطوط المجال المغناطيسي ما يلي:-

1-هي خطوط وهمية مقفلة تخرج من القطب الشمالي

 وتدخل في القطب الجنوبي خارج المغناطيس وتكمل 

 مسارها من القطب  الجنوبي إلى القطب الشمالي

  داخل المغناطيسي.

2-اتجاه المجال عند أي نقطة على خط المجال يكون

على امتداد المماس للخط عند تلك النقطة 

3-لا تتقاطع لأن للمجال المغناطيسي اتجاه واحد

 فقط عند كل نقطة يحدد باتجاه المماس لخط

  المجال.

4-يعبر عن مقدار المجال المغناطيسي بعدد خطوط

 المجال  التي تعبر وحدة المساحة عموديا عليها

تمرين: أرسم خطوط المجال المغناطيسي

 لمغناطيس  على شكل حرفU

 القوّة المؤثرة في شحنةٍ مُتحرّكةٍ في مجالٍ مغناطيسيّ
Force on a Charge Moving in a Magnetic Field

عندما تتحرك شحنة كهربائية( )بسرعة($v$ ) في مجال

مغناطيس($B$ )فإن هذه الشحنة تتأثر$\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">q</span>}$ بقوة مغناطيسية

 تعطى بالعلاقة التالية باستخدام الضرب المتجهي:

                    $\overrightarrow{F} = q\overrightarrow{v}\times \overrightarrow{B}$     

    ومقدارها  القوة المغناطيسية يعطى بالعلاقة: 

                  $F =qvBsin\theta$       

                         $<span\; style="font-size:36px;"> </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">F</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">B</span>}}<span\; style="font-size:36px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">q</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">v</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">B</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">s</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">i</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">n</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">\theta </span>}$ 

 من هذه العلاقة المتجهة للقوة المغناطيسية  نتوصل

  إلى ما يلي:

 -   مُتّجه القوّة المغناطيسيّة يكون دائمًا عموديًا

    على كل من؛ متجه المجال المغناطيسي ( B

     ومتجه السرعة ( v). كما في  الشكل المقابل

- يتناسب مقدار القوة المغناطسية طرديا مع كل

   من شحنة الجسم(q)ومقدار سرعته(v)ومقدار

   المجال المغناطيس(B)  وجيب الزاوية بين  اتجاه

    السرعة  واتجاه المجال  المغناطيسي

  - يعتمد اتجاه القوة المغناطيسية على اتجاه

   سرعة الجسيم واتجاه المجال المغناطيسي ونوع 

 شحنة الجسيم

 - القوة المغناطيسية تكون أكبر ما يمكن عندما تكون

الزاوية 90^o وتنعدم إذا كانت الزاوية (0^o )أو (180^o)

  أو الجسم  ساكنا في المجال.

تحديد  اتجاه القوة  المغناطيسية:

أستخدم قاعدة كف اليد اليمنى التي تنص

 على ما يلي:

نبسط كف اليد اليمنى بحيث يشير الإبهام إلى 

 اتجاه السرعة  والأصابع الأربعة  إلى اتجاه

المجال المغناطيسي ليكون العمود على راحة

الكف هو  اتجاه القوة المغناطيسية  المؤثرة

 على الشحنة الموجبة كما في الشكل (أ) المجاور

وإذا كانت الشحنة سالبة نعكس الاتجاهي اتجاه

القوة القوة المغناطسية( أي تكون القوة

 المغناطيسية في هذه الحالة خارجة عمودياً

 من ظهر  اليد اليمنى كما  في الشكل (ب )

المجاور.

حركة جسيم مشحون في مجال مغناطيسي منتظم 

 Motion 0f acharge in a Uniform Magnetic Field:

تُستخدم عادةً مجالاتٌ مغناطيسيّةٌ منتظمةٌ تُقذَف

خلالها الجُسيمات المشحونة بسرعاتٍ عالية،

باتّجاهٍ يتعامَدُ مع اتّجاه المجال المغناطيسيّ.

يكونُ المجالُ المغناطيسيّ المُنتَظم

 Uniform magnetic fieldهو  مجال ثابتًا في

المقدار والاتّجاه عند النقاط جميعها في

منطقة المجال، ويمثَّلُ بـ: بخطوطٍ مُستقيمةٍ

مُتوازية؛

 وتكون المسافات بينها متساويةٌ، كما ألاحظ

في الأشكال المقابلة.

تبين هذه  الأشكال المقابلة تمثيل  المجال

المغناطيسي المنتظم  باتجاهات متعددة:

  _ الشكل أ/1 :  باتجاه ( + x )  أو ( الشرق ).

 _ الشكل أ/2 :  باتجاه ( - x )  أو ( الغرب ).

_ الشكل ب/1 :  باتجاه ( + y )  أو (  الشمال ).

_ الشكل ب/2:  باتجاه ( - y )  أو ( الجنوب ).

_ الشكل ج/1 :  باتجاه ( + Z )  أو

(  خارج من الصفحة نحو الناظر باتجاه عمودي ).

_ الشكل ج/2 :  باتجاه ( - Z )  أو

(  داخل نحو الصفحة  بعيداً عن الناظر باتجاه عمودي)

الشكل د :  يعمل زاوية ($\theta$ ) مع   المحور  السيني 

الموجب.

مثال(1):

يتحرك إلكترون بسرعة  5x10⁶m/s باتجاه محور(x+)

احسب مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة عليه

لحظة مروره  بالنقطة (a)كما في الشكل المجاور

  وأحدد اتجاهها علما أن المجال المغناطيسي

 عندها  2x10^-4T باتجاه محور(y+)

الحل :

  حسب الشكل   ألاحظ أنّ خطوط المجال المغناطيسيّ

ليست مستقيمة، لكن عند النقطة ( a) يكون اتّجاه المجال

 على امتداد المماس وللأعلى وباتّجاه  (+y ):

  $F_B=qvBsin\theta =1.6\times {10}^{-19}\times 5\times {10}^6\times 2\times {10}^{-4}=1.6\times {10}^{-16}N$                              ${\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">F</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">B</span>}}<span\; style="font-size:36px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">q</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">v</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">B</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">s</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">i</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">n</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">\theta </span>}$     

 بتطبيق قاعدة اليد اليمنى؛ أجد أنّ اتّجاه القوّة التي تؤثّر في

الإلكترون تكون داخلة في الصفحة، باتّجاه ( (-z )بعيدًا عن

 الناظر  لأنّ الشحنة سالبة تكون القوّة بهذا المقدار والاتّجاه

  عند النقطة ( a) فقط؛ لأنّ المجال متغيّر في مقداره واتّجاهه

 عند  النقاط الأخرى.    

مثال 3:

يتحرك جسيم شحنته    5x10^-6c     في المستوى

 (X :Y)داخل مجال مغناطيسي منتظم مقداره( 3x10^-4T)

  ,بسرعة( $4\times {10}^{5}m/s$) باتجاه يصنع زاوية($\theta ={53}^0$)مع

  محور (X+)$\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">3</span>}<span\; style="font-size:36px;">\times </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">10</span>}}^{<span\; style="font-size:36px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">4</span>}}\mathrm{<span\; style="font-size:36px;">T</span>}$) كما في الشكل المجاور.

  أحسب مقدار القوة المغناطيسية وحدد اتجاهها.

الحل:

  $F_B=qvB\sin \theta =5\times {10}^{-6}\times 4\times {10}^5\times 3\times {10}^{-4}\sin {53}^o=4.8\times {10}^{-4}N$

باستخدام قاعدة كف اليد اليمنى يكون اتجاه

القوة المغناطيسية نحو الداخل(z-)

تمثل الأشكال التالية حركة  جسيم مشحون باتجاه

 متعامد مع مجال  مغناطيسي  منتظم.

 الأحظ أن الجسيم  يتخذ مساراً  دائرياً.

 يمثل الشكل  المقابل جسيم كتلته (m) يحمل

 شحنة موجبة يتحرك  بسرعة (v) باتجاه متعامد

 مع  مجال  مغناطيسي منتظم باتجاه ( z- ). وأن 

 الجسيم يتخذ  مساراً  دائرياً نصف قطره (r).

من الشكل  الاحظ ما يلي:

 * القوة المغناطيسية دائما عمودية على اتجاه حركة

الجسيم المشحون وهذا يعني أن القوة المغناطسية

لا تبذل شغلا على الشحنة وبذلك لا يتسارع الجسيم

المشحون أثناء حركته في المجال المغناطيسي.

 بالتالي  تختلف  القوة المغناطيسية عن القوة الكهربائية

  في أن القوة الكهربائية  تبذل شغل على الجسيم

 المشحون.  

 سؤال: لماذا  لا تبذل  القوة المغناطيسية شغلاً على

  الجسيمات المشحونة المتحركة  في  مجال مغناطيسي؟

* القوة المغناطيسية تعمل عمل القوة المركزية التي

تغير في اتجاه حركة الجسيم المشحون ولا يتغير مقدار

 السرعة.

             القوة المغناطيسية = القوة المركزية

   $\frac{m{\cancel{v}}^2}{r} = q\cancel{v}B\sin 0 \Rightarrow \frac{mv}{r}=qB \Rightarrow \frac{q}{m}=\frac{v}{Br}$ 

   يسمى  المقدار ($\frac{q}{m}$ ) الشحنة  النوعية للجسيم،  وهي 

  ناتج قسمة الشحنة  على الكتلة، وهي  خاصية  فيزيائية

 للمادة، يستخدمها العلماء للتعرف على الجسيمات

 المجهولة،

 حيث صممت أدوات وأجهزة عدة  تستخدم  القوة 

 المغناطيسة لتوجيه  الجسيمات المشحونة مثل:

 مطياف الكتلة ومسارع السينكترون.               

1-مطياف الكتلة:

جهاز يستخدم لقياس كتل الجسيمات الذرية

لتحديد مكونات عينه مجهولة حيث يتم تحويل

 العينة إلى الحالة الغازية ثم تؤين جسيماته

 بحيث يفقد كل منها  عددا متساويا من

 الإلكترونات وتصبح جميعها متساوية الشحنة

مختلفة الكتلة فيتم إدخال هذه الأيونات بنفس

السرعة مجالا مغناطيسيا منتظم يكون عموديا

 على اتجاه السرعة، كما في الشكل المقابل

فيتحرك كل أيون في مسار دائري ذو نصف

قطر ( $r$  )نتيجة للقوة المغناطيسية

 المركزية المؤثرة فيه  حسب العلاقة :

$$\begin{gathered} F_B=\frac{m{v}^2}{r}\Rightarrow r=\frac{m{v}^2}{F_B}=\frac{m{v}^2}{qvB} \\ r=\frac{mv}{qB} \end{gathered}$$ 

وبسبب اختلاف كتل الأيونات يختلف نصف قطر المسار

الدائري لكل منها (r) وحيث إن مقادير كل من السرعة

والمجال والشحنة ثابتة فإن نصف قطر المسار يتناسب

طرديا مع الكتلة (m) وبمعرفة قيمة (r) يتم حساب

 الشحنة النوعية لكل أيون ثم يتم  التعرف على هوية

 مكونات العينة  علما بأن الأيونات السالبة تنحرف

باتجاه معاكس لاتجاه انحراف الأيونات الموجبة. 

2-مسارع السينكروترون : 

يستخدم  لانتاج موجات كهرومغناطيسية  إعتماداً

 على مبدأ أن  الجسيمات المشحونة  ذات السرعات

 العالية تنتج موجات كهرومغناطيسية عند احراف

 في مسارها  نتيجة المجال المغناطيسي. 

  يستخدم  في السينكترون مجال كهربائي لتسريع

 الجسيمات المشحونة  مثل البروتونات والإلكترونات

 وإكسابها سرعات  عالية جداً تقترب من سرعة الضوء

 ثم تدخل  هذه الجسيمات عالية السرعة منطقة محاطة

 بأقطاب مغناطيسية،  التي  تعمل على انحراف  الجسيمات

 المشحونة كما في الشكل المقابل، وهذا الانحراف يؤدي

 إلى انبعاث اشعاعات كهرومناطيسية  بأطوال موجية مختلفة

التي  تستخدم في الأبحاث العلمية في مجالات عدة مثل الفيزياء

 والكيمياء.

   أتحقق: ما استخدامات كل  من جهازي  مطياف الكتلة

  والسينكترون؟ وما وظيفة  كل منهما؟

    الجواب: استخدام  مطياف الكتلة: قياس كتل جسيمات

     ذرية  لتحديد مكونات عينة محددة.

   وظيفة  المجال المغناطيسي هنا جعل الجسيمات

  المشحونة تتحرك في مسار دائري.

   استخدام السينكترون:  انتاج  اشعة ( موجات ) 

كهرومغناطيسية  من الجسيمات المشحون

 ذات السرعات  العالية جداً.

وظيفة  المجال المغناطيسي هنا جعل الجسيمات

المشحونة ذات السرعات العالية جداً  تنحرف عن

 مسارها أي تتخذ مسار  حلقي.

 مبدأ عمل مسارع

السينكترون:

عندما تكتسب الحسيمات

 المشحونة سرعة عالية

جداً وتنحرف عن مسارها

بسبب المجال المغناطيسي

( مسار لولبي) ، فإن هذه

الجسيمات تطلق اشعاعات

( موجات ) بأطوال موجية

 مختلفة.

 يمثل الشكل المجاور   مخطط  يوضح عمل 

 مسارع السينكترون الذي  ينتج اشعة ( X-ray).

القوة المؤثرة في موصل يحمل تيارا

في مجال مغناطيسي.

 Force on a Current-Carrying Conductor

in a Magnetic Field

ان المجال المغناطيسي يؤثر في المواد القابلة

للتمغنط مثل الحديد ولكنها تؤثر ايضا في

الموصلات الفلزية مثل النحاس، عندما يسري

فيها تيار الكهربائي، فالتيار الكهربائي عبارة عن

 شحنات كهربائية متحركة وكل شحنة تتاثر

 بقوة مغناطيسية،فان الموصل سيتاثر

بمحصلة القوى المغناطيسية المؤثرة

 في جميع  الشحنات الناقلة للتيار، كما في

الشكل المقابل.

ولتحديد اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في موصل

مستقيم نستخدم قاعدة كف اليد اليمنى السابقة

بحيث يشير الابهام الى اتجاه طول الموصل (التيار)

والاصابع الاربعة الى اتجاه المجال المغناطيسي

ليكون العمودي على راحة الكف اتجاه القوة

 المناطيسية المؤثرة على الموصل. والشكل

 المجاور يمثل هذه القاعدة 

مثال 7:

يمثل الشكل المجاور سلك المنيوم طوله(7cm) 

ويحمل تيار ( 5.2A)، جزء منه  داخل مجال مغناطيسي

 (250mT) وعموديا عليه،   معتمدا على بيانات الشكل.

  أجد ما يلي:

   1)اتجاه القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك

   2)مقدار القوة المغناطيسية المؤثرة في السلك

 الحل :

1-باستخدام قاعدة كف اليد اليمنى: متجه طول

 الموصل يكون اتجاه باتجاه التيار  (X-)انتبه الى

 اتجاه التيار من البطارية واتجاه المجال

 المغناطيسي نحو الاسفل (Y-) بذلك يكون

 اتجاه القوة المغناطيسية خارجا من الصفحة

 وعموديا عليها نحو الناظر(Z+)

2-نستخدم  فقط طول الجزء المغمور في المجال

 وليس الطول الكلي:

$$\begin{gathered} F_B = IBLsin\theta \\ {F}_B = 5.2\times 0.25\times 5\times {10}^{-2} =6.5\times {10}^{-2}N \end{gathered}$$  

عزم الدوران المؤثر في حلقة تحمل تيارا في

مجال مغناطيسي منتظم :

 Torque on a Current Loop in

a Uniform Magnetic Field

في فصل حركة الدوران عرفنا ان عزم الدوران

يعطى بالعلاقة:

               $$\begin{gathered} \mathit{\tau }\mathbf{ }\mathbf{=}\mathit{r}\mathbf{\times }\mathit{F} \\ \tau =rF\sin \theta \end{gathered}$$ 

  يوضّح الشكل  المقابل  (أ) منظرًا علويًّا لحلقةٍ

مُوصلةٍ مستطيلةٍ طولُها a وعرضُها b؛ تحمل

تيارًا كهربائيًّا ( $I$)، موضوعةٌ أفقيًّا في مجالٍ

مغناطيسيٍّ مُنتظم، خطوطهُ توازي مستوى

الحلقة. ألاحظُ أنّ الضلعين 1 و 3 لا يتأثّران بقوًى

مغناطيسيّةٍ؛ لأنّ مُتّجه طول الموصل يوازي

خطوط المجال، بينما يتأثّر الضلعان 2 و 4 بقوّتين

مغناطيسيّتين ( F₂, F₄ )، لأنّ مُتّجه طول الموصل

يتعامد مع خطوط المجال θ = 90°) )، والشكل (ب)

يُبيّن منظرًا جانبيًّا للحلقة يظهر فيه اتّجاهُ هاتين

القوّتين، كما ألاحظُ أنّهما تؤثّران باتّجاهين مُتَعاكسين،

وخطّا عملهُما غير مُنطبقين. وحيث إنّ مقداريهما

متساويان حسب العلاقة:
                        L=a   ،  F₂ = F₄ = ILB = IaB
  ,تُشكّلان ازدواجًا يعمل على تدوير الحلقة مع اتّجاه

 دوران عقارب الساعة، حول محورٍ ثابتٍ (' OO )؛

يقعُ في مستوى الحلقة.

أتحقّق: يبيّن الشكلُ  المقابل مشاهد

لمقطعٍ جانبيٍّ تظهرُ فيه الحافّة القريبةُ

من الناظر لحلقةٍ تحملُ تيّارًا كهربائيًّا،

موضوعةٍ في مجالٍ مغناطيسيٍّ أفقيّ.
أُحدّدُ اتّجاه الدوران في كلّ حالة (إن وجد).

 الجواب:

  بتطبيق  قاعدة اليد اليمنى على جانبي

  كل من الحلقات واحدد اتجاه القوة على

  كل جانب، كما في الشكل، ومن ذلك:

   الحلقة ( أ ):

     لا يحدث لها دوران، لأن خط عمل( تأثير )

 القوتين منطبقان، ويكون عزم الازدواج صفر.

   الحلقة (ب): تدور باتجاه تجاه حركة عقارب

                        الساعة.

الحلقة (ج): تدور  بعكس اتجاه حركة عقارب

                        الساعة.

 مثال :

حلقةٌ مستطيلةُ الشكل يسري فيها تيّار

ملقاةٌ داخل مجالٍ مغناطيسيٍّ مُنتظم

كما يبيّن الشّكل المقابل. إذا علمتُ أنّ

الحلقة تدور بعكس حركة عقارب الساعة

حول محور عمودي على مستوى الصفحة

ويمر بالنقطة ( O)، فأُحدّدُ اتّجاه التيّار في

كلّ من الضلعين 1 و 2 .
المُعطيات: الشكل واتّجاه دوران الحلقة.
المطلوب: اتّجاه التيّار في كلّ من الضلعين 1 و 2.
الحلّ:
بما أنّ الحلقة تدور بعكس اتّجاه حركة عقارب الساعة؛

فإنّ الضلع ( 1) في الحلقة يتأثّر بقوة مغناطيسية

باتّجاه( y  -) بينما القوّة المغناطيسية المؤثّرة في

الضلع ( 2) تكون باتّجاه ( y+).  كما في  الشكل المقابل

وباستخدام قاعدة اليد اليمنى يكون التيّار في الضلع ( 1)

باتّجاه ( z-) والضلع ( 2) باتّجاه(z+ ).

 تطبيقات تكنولوجية:

1-الغلفانوميتر: Galvanometer

هو جهاز يستخدم للكشف عن التيار الكهربائي وقياسه

والنوع المستخدم منه الآن يسمى  الغلفانوميتر ذو

الملف  المتحرك الذي يمكنه قياس تيارات صغيرة من

رتبة ميكروامبير .

يعتمد مبدأ عمله على عزم الدوران الذي يؤثر به المجال

المغناطيسي في ملفه القابل للدوران عند مرور تيار فيه.

 اجزاء الغلفانوميتر  ووظائفها:

 1-قطبا مغناطيس متقابلان يؤثر بقوة مغناطيسية

 في الملف عند مرور تيار فيه كما في الشكل المجاور.

 2- ملف مستطيل من سلك نحاسي رفيع معزول مغمور

في المجال المغناطيسي حيث  عند مرور تيار كهربائي في

 الملف يتأثر بعزم ازدواج فيدور حول محور ثابت تدور معه

 ابرة تشير الى تدريج معين يتناسب مع قيمة التيار.

3- قلب حديدي داخل الملفوظيفته تركيز المجال

 المغناطيسي في الملف

4- نابض حلزوني مثبت في احد طرفي المحور وظيفته

  إرجاع الملف الى وضع الصفر بعد توقف مرور التيار

  الكهربائي فيه

2-المحرك الكهربائي:

جهاز يحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية، له

تطبيقات كثيرة مثل السيارة الكهربائية، ويتكون

المحرك كما في الشكل المجاور من الاجزاء التالية:

1-  قطبا مغناطيس متقابلان يولدان مجالامغناطيسيا(B)

2- ملف من سلك نحاسي معزول ومغمور في المجال

المغناطيسي يؤدي الى دورانه حول  محور(OO^/)نتيجة

 تأثره بعزم دوران عند مرور تيار كهربائي فيه نتيجة للقوة

 المغناطيسية فيه.

 3- العاكس؛وهو نصفا اسطوانة موصلة يتصل كل

    نصف  باحد طرفي الملف وظيفته: 

     -  توصيل التيار الكهربائي الى الملف

     - عكس اتجاه التيار كل نصف دورة

    4 _ فرشاتان من الكربون تُلامسان العاكس

وتتّصلان بمصدر التيّار، فتنقُلانه إلى العاكس،

وعند دوران الملفٍّ يحدُث تبديلٌ في تلامُس

 إحدى الفرشاتين مع أحدِ نصفي العاكس كُلَّ

نصفِ دورةٍ، فينعكسُ اتّجاه التيّار الكهربائيّ في

الملفّ وتنعكس القُوى المغناطيسيّة المؤثّرة

فيه فيواصل دورانه باتجاه واحد.
تعتمد سرعة دوران المُحرّك الكهربائيّ على العزم

الذي تُولّدهُ القوّة المغناطيسيّة على الملف.