قانون أورستد

قانون فيزيائي

هذه نسخة قديمة من هذه الصفحة، وقام بتعديلها Aws Al-mimari (نقاش | مساهمات) في 23:03، 19 أبريل 2020 (إضافة المقال). العنوان الحالي (URL) هو وصلة دائمة لهذه النسخة، وقد تختلف اختلافًا كبيرًا عن النسخة الحالية.

(فرق) → نسخة أقدم | نسخة حالية (فرق) | نسخة أحدث ← (فرق)

في الكهرومغناطيسية قانون اورستد هو قانون يصف توليد التيار الكهربائي لمجال مغناطيسي محيط به،[1] سمي على اسم العالم الدنماركي هانز اورستد الذي إكتشف هذا التأثير في 21 نيسان 1820 م، عندما لاحظ أن إبرة البوصلة تنحرف عند إقترابها من سلك يحمل تيار كهربائي بإتجاه عمودي على السلك،[2][3] تمكن اورستد بهذا من إيجاد أول علاقة تربط بين الكهربائية والمغناطيسية، ليتبعها اكتشاف العلاقة الثانية المعروفة بقانون فرادي، يمثل هذان القانونان جزءًا مهماً من النظرية الكهرومغناطيسية ومعادلات ماكسويل.

إستنتاجات اورستد

تمثلت ملاحظات اورستد لسلك مستقيم يحمل تيار مستمر بالنقاط التالية:[5]

تحديد إتجاه المجال المغناطيسي

يتم تمثيل إتجاه المجال المغناطيسي عند أية نقطة بشكل أسهم يشير رأس السهم إلى الإتجاه الذي سيشير إليه القطب الشمالي من إبرة البوصلة بعد الإنحراف، ويمكن ايجاد إتجاه المجال المغناطيسي بسهولة بإستعمال قاعدة اليد اليمنى، عند مسك السلك باليد اليمنى و جعل الإبهام يشير إلى إتجاه التيار المار في السلك (إتجاه تدفق الشحنات الموجبة)، لفة أصابع الكف ستمثل إتجاه خطوط المجال المغناطيسي.

صيغة قانون اورستد

حالياً يتم تمثيل قانون اورستد بالصيغة التالية:[1][6]

التكامل الخطي لمجال مغناطيسي شدته ( ) حول المسار المغلق ( ) يتناسب طردياً مع مقدار التيار الكلي ( ) المار خلال السطح المحصور بالمسار المغلق.


 


حيث أن:   هو النفاذية المغناطيسية للفراغ، إتجاه التكامل حول المسار ( ) يرتبط بإتجاه التيار المار حسب قاعدة اليد اليمنى.

يمكن التعبير عن القانون بدلالة كافة التيار ( ) المار خلال السطح ( ). بدلاً من استخدام التيار بالشكل التالي:[1]


 


حيث أن: ( ) هو أي سطح محاط بالمسار ( ).

تصحيح ماكسويل

يصح قانون اورستد عند التيارات المستمرة (DC) فقط التي تبقى ثابتة الشدة والإتجاه مع الزمن، أي انه صالح لدوائر التيار المستمر التي لا تحتوي على متسعات او محثات، كما يمكن رؤية فشل تطبيق القانون على التيارات المتغيرة مع الزمن كالتيارات المتناوبة (AC) أو الدوائر التي تحتوي على بطارية تشحن متسعة من خلال مقاومة، يمكن التحقق عملياً من ان التيار في هذه الدائرة يولد مجالاً مغناطيسياً، ولكن أي منحنى مغلق سيحيط بالموَصل سيحيط أيضاً بالسطح العازل بين لوحي المتسعة وهي منطقة لا يسري فيها تيار مما يولد مجالاً مغناطيسياً صفرياً.

تم تعديل قانون اورستد من قبل العالم ماكسويل لجعله يشمل التيارات المتغيرة مع الزمن عن طريق إضافة حد "تيار الإزاحة" الى المعادلة سميت المعادلة الجديدة بقانون امبير-ماكسويل وتعطى بالصيغة التالية:

 

اقرأ ايضاً

المراجع

  1. ^ أ ب ت Becker، Richard (2013). Electromagnetic Fields and Interactions. Courier Dover Publications. ص. 172. ISBN:0486318508.
  2. ^ Oersted، H. C. (1820). "Experiments on the effect of a current of electricity on the magnetic needles". Annals of Philosophy. London: Baldwin, Craddock, Joy. ج. 16: 273.
  3. ^ H. A. M. Snelders, "Oersted's discovery of electromagnetism" in Cunningham، Andrew Cunningham؛ Nicholas Jardine (1990). Romanticism and the Sciences. CUP Archive. ص. 228. ISBN:0521356857.
  4. ^ Presentation (2015) by O. Zajkov, Physics Institute, Ss. Cyril and Methodius University of Skopje, Macedonia.
  5. ^ Dhogal (1986). Basic Electrical Engineering, Vol. 1. Tata McGraw-Hill. ص. 96. ISBN:0074515861.
  6. ^ Arfken، George Brown؛ Hans-Jurgen Weber؛ Frank E. Harris (2012). Mathematical Methods for Physicists: A Comprehensive Guide. Academic Press. ص. 168. ISBN:0123846544.