جدول المحتويات
من تطبيقات قانون لنز، سنقوم بالرد على هذا السؤال في مقالنا اليوم حيث أن قانون لنز ينص على أنه إذا تسبب تدفق التيار الكهربائي في موصل دائري خارجي في إنشاء مجال كهرومغناطيسي، فإن هذا المجال سيكون على اتجاه معاكس للتغيير الذي أحدثه التيار الكهربائي، وقد تم استنتاج هذا القانون في عام 1834 من قبل الفيزيائي الروسي هاينريش فريدريش إميل لنز لذلك تابعوا معنا مقالنا التالي.
ما هو قانون لنز؟
- قانون لنز ينص على أن عند تحريك قطب مغناطيسي دائم عبر لفائف من الأسلاك، على سبيل المثال عند تمرير التيار الكهربائي خلال الملف، يتم إنشاء مجال مغناطيسي حول الملف، مما يحوله إلى مغناطيس.
- يظهر قانون لنز الاتجاه الذي يسلكه التيار المتولد، حيث أن القطبين المغناطيسيين يتفاعلان بطريقة تجعلهما يتناقضان مع بعضهما البعض.
- وبموجب قانون لنز، عندما يقترب القطب الشمالي للمغناطيس من الملف، يندفع التيار المتولد بطريقة تجعل جانب الملف الأقرب للقطب يتجه نحوه.
- وعندما يسحب المغناطيس بعيدا عن الملف، يتغير اتجاه التيار المتولد، ويصبح الملف جزءا من مجال مغناطيسي آخر.
- التيار المتولد يتغير بسرعة ويتراجع نفسه، مما يجعل الجانب الأقرب من الملف يصبح قطبا جنوبيا.
- يتم استثمار قوة جذب بين المغناطيس والملف، وهذا العمل يشير إلى القليل من التسخين الناتج عن تدفق التيار المتولد، نتيجة لمقاومة التيار في المواد المكونة للملف.
- ويتم توجيه هذا التأثير نحو الحفاظ على مبدأ الحفاظ على الطاقة، وبالتالي، إذا تم إنتاج التيار في الاتجاه المعاكس، ستكون التأثيرات تجاه القوة المنافسة على المغناطيس متساوية مع تأثير التسخين.
- وهذا يؤكد على حفظ الطاقة والمبادئ الأساسية للفيزياء.
ما هي تطبيقات قانون لنز؟
في هذه الفقرة سنقوم بتوضيح مجموعة من تطبيقات قانون لنز المتعددة ومن ضمنها ما يلي:
- الميزان الحساس: يستخدم هذا الجهاز لتوقيف تذبذبه عند وضع جسم في الكفته.
- التيارات الدوامية: تشير إلى التيارات المولدة في قطعة معدنية تتحرك داخل مجال مغناطيسي متغير.
- المحركات الكهربائية: عند تأثر المحرك بحمل ميكانيكي، يقل دوران المحرك ويؤدي ذلك إلى تقليل القوة الدافعة الكهربائية الحثية العكسية.
- الحث الذاتي: يمثل القوة الدافعة الكهربائية الحثية التي تولد في سلك يمر به تيار متغير.
- المحولات الكهربائية: تستخدم لرفع أو خفض الجهد الكهربائي المتناوب.
- الحث المتبادل: يستخدم في المحولات ويتضمن ملفين معزولين كهربائيا، يلفان حول قلب حديدي، أحدهما يسمى ملف ابتدائي والآخر ملف ثانوي.
- المحول الرافع والخافض: عندما يكون الجهد الثانوي أعلى من الجهد الابتدائي، يعرف المحول بأنه محول رافع، وإذا كان الجهد الناتج من المحول أقل من الجهد الداخل فيه، يعرف حينها بأنه محول خافض.
- الملف الابتدائي: إحدى الملفين في المحول الكهربائي والذي ينتج قوة دافعة كهربائية حثية عكسية في الملف الثانوي.
- الملف الثانوي: الثاني من الملفين في المحول الكهربائي والذي ينتج قوة دافعة كهربائية حثية عكسية في الملف الابتدائي.
تابع أيضا:- تنزيل كتاب الجغرافيا للصف الأول الثانوي الترم الأول 2024 PDF
ما هو مفهوم قانون لينز؟
قانون لينز يعتمد على فكرة أنه عندما يتغير التدفق المغناطيسي داخل موصل كهربائي معين، ينتج عن هذا التغيير تحريض يسبب تيارا كهربائيا يتولى إنشاء مجال مغناطيسي باتجاه معاكس للتدفق المغناطيسي الأصلي الذي أدى إلى هذا التغيير هذه الفكرة تجد تطبيقا في صناعة المولدات الكهربائية وأيضا في مفاهيم مثل الملف الأولي والملف الثانوي، بالإضافة إلى استخدامها في أجهزة الكشف عن المعادن الحساسة والعديد من تطبيقات قانون لنز الأخرى.
وحدة قياس القوة الدافعة الكهربائية هي :
- وحدة قياس القوة الدافعة الكهربائية (القوة المحركة الكهربائية) هي الفولت (Volt)، ويرمز لها بالاختصار بـ V.
- الفولت تمثل الفارق الكهربائي بين نقطتين في دائرة كهربائية وتقاس بوحدة الفولت.
- فيما يخص وصف القوة المحركة الكهربائية، فإنها تمثل الطاقة التي يتم إعطاؤها لكل كولوم من الشحنة الكهربائية عند تحريكها في دائرة كهربائية وتوليدها بواسطة المولدات الكهربائية.
ما الفائدة من تطبيق قانون لنز؟
قانون لينز يسهم بشكل كبير في تحديد اتجاه التيار الكهربائي الناتج نتيجة لتغيير في التدفق المغناطيسي، وهذا له تطبيقات هامة في مجالات مثل توليد الكهرباء وتصميم الأجهزة الكهربائية.
تابع أيضا:- كيفية تقليل الاغتراب للدبلومات الفنية 2023 و خطوات الاستعلام
استراتيجية حل مشكلات في قانون لينز
لفهم واستخدام قانون لينز في تحديد اتجاهات المجالات المغناطيسية والتيارات والقوة الدافعة الكهربائية المستحثة، يمكن اتباع الخطوات التالية:
- البداية بإعداد تخطيط للموقف الكهربائي لاستخدامه في تصور الاتجاهات وتوثيقه.
- تحديد اتجاه المجال المغناطيسي الذي يطبق على الموقف.
- تقييم ما إذا كان التدفق المغناطيسي يتزايد أو ينقص.
- تحديد اتجاه المجال المغناطيسي المستحث يجب مراعاة أن الحقل المغناطيسي المستحث يحاول إما تعزيز التدفق المغناطيسي الذي ينقص أو مقاومة التدفق المغناطيسي الذي يزداد، بناء على هذا التغيير سيتم إما إضافة الحقل المغناطيسي المستحث أو طرحه من المجال المغناطيسي المطبق.
- استخدام القاعدة اليمنى (RHR-2) لتحديد اتجاه التيار المستحث I الذي ينتج عن المجال المغناطيسي المستحث \ vec {B}.
- يمكن لاتجاه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة أن يؤدي إلى تيار تقليدي في هذا الاتجاه.
تجارب مع قانون لينز
لفهم اتجاه القوة الدافعة الكهربائية والتيار، نستند إلى قانون لينز والتجارب التي تمت بموجبه.
التجربة الأولى
- في التجربة الأولى، لوحظ أن عند تدفق التيار في ملف كهربائي في الدائرة، ينتج ذلك مجالا مغناطيسيا.
- ومع زيادة تيار الملف، يتزايد تدفق المجال المغناطيسي.
- اتجاه تيار الملف المستحث يكون معاكسا لاتجاه التدفق المغناطيسي عندما يزداد.
التجربة الثانية
- في التجربة الثانية، لوحظ أن عند لف الملف الذي يحمل التيار حول قضيب حديدي بحيث يتصرف كقطب شمالي.
- ويتم تحريكه نحو ملف آخر يتصرف كقطب جنوبي، سيتم توليد تيار مستحث.
التجربة الثالثة
- في التجربة الثالثة، لوحظ أنه عند سحب الملف في اتجاه التدفق المغناطيسي، يستمر الملف في التناقص.
- هذا يشير إلى أن مساحة الملف داخل المجال المغناطيسي تتناقص.
- وفقا لقانون لينز، تتعارض حركة الملف مع تيار مستحث يتجه بنفس اتجاه التدفق المغناطيسي.
الأسئلة الشائعة حول قانون لينز
كيف يتعلق قانون لينز بحفظ الطاقة؟
قانون لينز يتوجه نحو مفهوم حفظ الطاقة ينص القانون على أن التيار المستحث دائما ما يتعارض مع التغير الذي أدى إلى إنتاجه، وهذا يشير إلى أن هناك عملا إضافيا يتم القيام به ضد القوة المعارضة هذا العمل الإضافي ضد القوة المعارضة يؤدي إلى تغيير في التدفق المغناطيسي، وعلى هذا الأساس، يتم تحفيز التيار يعرف العمل الإضافي القام به ضد القوة المعارضة بالطاقة الكهربائية، وهذا يتفق مع مبدأ حفظ الطاقة.
ما الفرق بين قانون لينز وقانون فاراداي؟
يركز قانون لينز على الحفاظ على الطاقة المطبقة على الحث الكهرومغناطيسي، بينما يركز قانون فاراداي على القوة الكهرومغناطيسية التي تنتج.
ماذا تعبر العلامة السلبية في قانون لينز؟
تشير العلامة السلبية في قانون لينز إلى أن القوة الكهربائية المستحثة (emf) في الملف تعمل في الاتجاه المعاكس لتدفق المجال المغناطيسي المتصل بالملف.
أين يتم استخدام قانون لينز؟
يستخدم قانون لينز لشرح كيف تتفق الدوائر الكهرومغناطيسية مع مبدأ حفظ الطاقة وقانون نيوتن الثالث، ويجد من تطبيقات قانون لنز في الفهم العميق للتفاعلات الكهرومغناطيسية وأنظمة الطاقة.
القوة الدافعة الكهربائية الحثية المتولدة في سلك يسري فيه تيار متغير تسمى؟
الإجابة هي: الحث الكهرومغناطيسى.
ينص على أن المجال المغناطيسي الناشيء عن التيار الحثي يعاكس التغير في المجال المغناطيسي الذي سببه؟
الإجابة هي: قانون لينز.
من تطبيقات القوة المؤثرة في سلك يسري فيه تيار كهربائي موضوع في مجال مغناطيسي؟
الإجابة هي: مغناطيس الجرس الكهربائي – مكبرات الصوت.
تابع أيضا:- إليك تفاصيل الجامعة العمالية بني سويف مع الأقسام المتاحة والمصاريف
خاتمة موضوعنا من تطبيقات قانون لنز
في خاتمة موضوعنا نكون عرضنا من تطبيقات قانون لنز جميع المعلومات قمنا بالإجابة على استفسار حول تطبيقات قانون لينز وقدمنا نظرة شاملة على هذا القانون ومضمونه كما قمنا بتسليط الضوء على القطاعات الرئيسية التي يجد فيها هذا القانون تطبيقا معينا بمزيد من التفصيل.
