ملتقى الفيزيائيين العرب - سلسلة المُساعد(19): شرح ومناقشة " القوة المتبادلة بين تيارين مستقيمين متوازيين "

القوة المتبادلة بين تيارين مستقيمين متوازيين

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents3.gif

عند إمرار تيارين في سلكيين متوازيين فإننا نلاحظ ما يلي :
يتجاذب السلكان المتوازيان إذا مرّ بهما تياران بإتجاه واحد

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/force_between_2_currents4.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents4.swf

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents1.gif

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents3.jpg

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents2.jpg

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents2.gif

و كذلك فإن السلكان المتوازيان يتنافران إذا مرّ بهما تياران بإتجاهين متاكسين

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents1.jpg

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/force_between_2_currents5.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents5.swf

تفسير القوة ( التجاذب والتنافر) المتبادلة بين تيارين مستقيمين متوازيين:

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/force_between_2_currents1.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents1.swf

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/force_between_2_currents3.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents3.swf

باعتبار أن كل سلك يتأثر بالمجال المغناطيسي الناشئ عن السلك الآخر ، فهذا يعني أن كل منهما يتعرض لقوة مغناطيسية يُحسب مقدارها بقانون لابلاس ويحدد اتجاهها بتطبيق قاعدة اليد اليمنى المفتوحة ، فنجد أن كل سلك يؤثر على الآخر بقوة تجذبه نحوه إذا كان اتجاه التيار فيهما هو نفسه ، ونجد أيضا أن كل سلك يؤثر على الآخر بقوة تنافره عنه إذا كان اتجاه التيار فيهما متعاكس .

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/force_between_2_currents6.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents6.swf

في الرابط التالي مقطعيّ فيديو عربي تشرح القوة المتبادلة بين تيارين مستقيمين متوازيين:

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...2_currents.rar

يمكن حساب القوة المتبادلة ( تجاذب أوتنافر) بين تيارين مستقيمين متوازيين من خلال العلاقة التالية :

ق = 2 × 10^-7 × ت1 × ت2 × ل / ف

استنتاج القانون أعلاه كالتالي : القوة التي يتعرض لها التيار الأول ( ت1 ) من التيار الثاني وفق قانون لابلاس
ق2 = ت1 × ل × حم2
حم2 = 2 × 10^-7 × ت2 / ف
إذا
ق2 = ت1 × ل × 2 × 10 ^ - 7 × ت2 / ف

وبالمثل فإن القوة التي يتعرض لها التيار الثاني ( ت2 ) من التيار الأول وفق قانون لابلاس
ق1 = ت2 × ل × حم1
حم1 = 2 × 10^-7 × ت1 / ف
إذا
ق1 = ت2 × ل × 2 × 10 ^ - 7 × ت1 / ف

أي أن القوة التي يتعرض لها التيار الأول من التيار الثاني
= القوة التي يتعرض لها التيار الثاني من التيار الأول

وبشكل عام فإن القوة التي يؤثر بها أحد السلكيين على الآخر أو المتبادلة بينهما هي :
ق = 2 × 10^-7 × ت1 × ت2 × ل / ف

ملاحظات على العلاقة السابقة :

1 – القوتان المتبادلتان متساويتان في المقدار ومتعاكستان في الاتجاه ولكن محصلتهما لا تساوي الصفر ، لأنهما يؤثران على جسمين مختلفين .

2 – نطبق العلاقة السابقة في حالة كون الوسط العازل هواء أو فراغ ، حيث أن معامل النفاذية المغناطيسية يختلف من وسط لآخر .

3 - إذا كان التياران في اتجاه واحد فإن محصلة المجال المغناطيسي بينهما = حم الكبرى– حم الصغرى

وأما إذا كان التياران في اتجاهين مختلفين فإن محصلة المجال المغناطيسي بينهما = حم 1+ حم 2

نقطة التعادل :

في حالة ( تياران في اتجاه واحد )

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents4.jpg

موقعه : بين السلكين وأقرب للتيار الأصغر
قانونه : التيار الأصغر / س = التيار الأكبر / ( ف – س )
حيث أن ( ف ) المسافة بين السلكين ، و ( س ) بعد نقطة التعادل عن التيار الأصغر .
ملاحظة : في حالة طلب بُعد النقطة عن التيار الأكبر ، فإن علينا أن نحسب ( س ) ثم يكون المطلوب ( ف – س )

في حالة ( تياران في اتجاهين مختلفين )

http://www.phys4arab.net/uploood/nas..._currents5.jpg

موقعه : خارج السلكين من جهة التيار الأصغر
قانونه : التيار الأصغر / س = التيار الأكبر / ( ف + س )
حيث أن ( ف ) المسافة بين السلكين ، و ( س ) بعد نقطة التعادل عن التيار الأصغر .
ملاحظة : في حالة طلب بُعد النقطة عن التيار الأكبر ، فإن علينا أن نحسب ( س ) ثم يكون المطلوب ( ف + س )