میدان مغناطیسی

تعریف میدان مغناطیسی

تعریف لغت میدان : به محدوده ، حوزه ، فضا و مکانی گفته می شود که دارای ویژگی خاصی می باشد. مانند : میدان مین ، میدان جنگ ، میدان تره بار ، میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی و … هر یک از تعاریف فوق مفهوم خاصی را در ذهن تداعی می کنند.
تعریف میدان مغناطیسی : میدان مغناطیسی به محدوده ، فضا ، حوزه ، مکان و … اتلاق می شود که دارای این ویژگی باشد که اگر ذره ی مغناطیسی تک قطب NN     ( موجود ریاضی) به این ناحیه وارد شود به آن نیرو وارد می شود (جذب و یا دفع می شود) . یعنی حرکت ذره ی تک قطب دلیل بر وجود میدان مغناطیسی است.
ذره تک قطب N : ذره ای است که ابعاد و جرم آن به صفر میل می کند و چنین موجودی فرضی یا ریاضی است. این  ذره فقط دارای یک قطب مغناطیسی می باشد !!! شاید این برایتان خیلی عجیب باشد چون تمام اجسام مغناطیسی دو قطبی هستند.
نکته : چنین موجودی فعلا وجود خارجی ندارد اما در آزمایشگاه های فیزیک پیشرفته چنین ذره ای را بوجود آورده اند که تک قطب باشد ولی فعلا عمری بسیار کوتاه دارد و از بین می رود . اگر چنین ذره ای را به صورت پایدار بجود آورند بشر به انرژی با شگفتی های عجیب دست یافته است . مانند دستیابی به الکتریسیته در ابتدای قرن۱۸٫

در شکل بالا میدان مغناطیسی و خطوط میدان را مشاهده می کنید .

 

ادامه نوشته

میدان مغناطیسی واثرات آن

 

فضای اطراف آهنربا یا رسانای کامل جریان در حالت ویژه‌ای است که به اصطلاح "میدان مغناطیسی"...

 

در الکترو مغناطیس کلاسیک تعریف میدان مغناطیسی به صورت «میدان حاصل از بار الکتریکی در حال حرکت در اطراف  آن» می‌باشد.

ادامه نوشته

جریان متناوب

 

 

 

منحنی سبز رنگ جریان متناوب.

یک جریان متناوب (alternative current ,AC) جریان الکتریکی است که در آن اندازهٔ جریان به صورت چرخه‌ای تغییر می‌کند  بر خلاف جریان مستقیم که در آن اندازهٔ جریان مقدار ثابتی می‌ماند.

ادامه نوشته

نکات مهم جريان پيوسته

 

نکته ۱ -بار الکتريکی که در واحد زمان از مقطع يک مدار شارش می شود جريان متوسط الکتريکی نام دارد . جريان را با I  نشان میدهيم و يکای آن آمپر ( A ) است .

                                              I=q/t

نکته ۲ - برای بدست آوردن معادله شدت جريان الکتريکی ٬ از معادله بار نسبت به زمان مشتق می گيريم .

                                            I=dq/dt

نکته ۳ - قانون اهم : نسبت اختلاف پتانسيل دو سر يک رسانا به جريانی که از آن می گذرد مقداری ثابت است که مقاومت نام دارد .

                                           R=V/I

نکته ۴ - مجموعه يک يا چند مولد ، سيمهای رابط ، کليد و مصرف کننده را مدار الکتريکی می ناميم .

نکته ۵ - آمپرسنج وسيله ای است که با آن شدت جريان را اندازه می گيريم و در مدار بصورت متوالی قرار می گيرد . مقاومت آمپرسنج بسيار کم است .

ادامه نوشته

حل مسایل به کمک قوانین kvl kcl

تحلیل مدار

 

 

ادامه نوشته

تحلیل مدار با قوانین كریشهف

 

شكل مقابل مداری را نشان می‌دهد كه در آن دو باتری و دو مقاومت در مداری قرار گرفته اند. اندازه جریان این مدار به دست آورید.

 

 

 

 

ادامه نوشته

خطوط میدان الكتریكی

همان طور كه مشاهده نمودید بارهای الكتریكی در فضای اطرافشان میدان الكتریكی به وجود می‌آورند. وجود نقشه‌ای كه جهت و شدت میدان را در هر نقطه نشان دهد، بسیار مفید خواهد بود.

 مایكل فارادی ایده چنین نقشه‌ای را ارائه كرد و آن را خطوط میدان الكتریكی نامید. از آنجا كه شدت میدان الكتریكی برابر نیروی وارد بر واحد بار است، گاهی به خطوط میدان الكتریكی، خطوط نیرو نیز گفته می‌شود.

 

برای معرفی خطوط میدان الكتریكی در اطراف بار نقطه ای q+ به شكل سمت راست توجّه كنید.

 

 

در محل‌‌های شماره گذاری شده ١ الی ٨، به بار آزمون نیروی دافعه وارد می‌شود، فلش ها جهت این نیرو را نشان می‌دهند. بنابراین میدان الكتریكی حاصـل از بار q+ به صورت شعاعی از آن خارج می‌شود.

 

خطوط میدان الكتریكی طوری رسم می‌شوند كه این جهت را نشان دهند. این خطوط از محل بار q+ شروع شده و به صورت شعاعی به سمت بیرون امتداد می یابند.

 

 

 

 

شكل زیر خطوط میدان در اطراف بار q- را نشان می‌دهد.

 

 

 

 

در این مثال، خطوط به سمت داخل و شعاعی هستند زیرا نیروی وارد بر یك بار آزمون مثبت، جاذبه‌ می‌باشد كه نشان دهنده جهت میدان به سمت داخل است.

 به طور كلی خطوط میدان الكتریكی همیشه به سمت خارج بار مثبت و به سوی بار منفی می‌باشند. در شكل های بالا برای سادگی نمایش، میدان حاصل از بار مثبت و منفی در دو بعد رسم شده ولی در واقع خطوط میدان در تمام فضای سه بعدی پراكنده بوده و در اطراف بارهای نقطه‌ای به صورت شعاعی در می آیند. تعداد خطوط میدان نیز بیشمار است اما باز هم برای سادگی و وضوح شكل، تنها تعداد محدودی از این خطوط رسم می‌شوند. البته بهتر است كه تعداد خطوط متناسب با بار انتخاب شود، پس تعداد خطوط اطراف بار ٥q+، پنج برابر تعداد خطوط اطراف بار q+ خواهد بود.

 شكل خطوط میدان، اطلاعات مفیدی درباره شدت یا اندازه میدان ارائه می كند، برای مثال در نزدیكی بارهای الكتریكی كه میدان قوی است، خطوط میدان به یكدیگر فشرده می‌باشند.

 این موضوع در حالت كلی نیز صحیح است، به این معنی كه در محل هایی كه خطوط میدان به هم نزدیك ترند، شدت میدان الكتریكی بیشتر و قوی‌تر می‌باشد. بدون در نظر داشتن تعداد بار موجود در فضا، تعداد خط عبوری از یك سطح مشخص، متناسب با اندازه میدان الكتریكی در آن محل است.

انرژی پتانسیل الکتریکی

کاری که انجام میدهیم تا دو بار همنام را با سرعت ثابت به هم نزدیک کنیم ، یا دو بار  ناهمنام را با سرعت ثابت از هم دور کنیم .

تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی یک ذره باردار در میدان الکتریکی E در یک جابجایی مشخص برابر منفی کار انجام شده توسط نیروی الکتریکی در همان جابجایی است یعنی :

که در آن تتا زاویه بین نیروی الکتریکی و بردار جابجایی است .

ادامه نوشته

مقاومت الکتریکی چیست ؟

 

به هر قطعه یا عنصری که در مقابل عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت نشان می دهد مقاومت الکتریکی گفته می شود . مقاومت الکتریکی را با حرف R که از کلمه Resistor گرفته شده است نشان می دهند . واحد اندازه گیری مقاومت الکتریکی اهم است که آن را با علامت Ω نشان می دهند . مقاومت ها در صنایع برق و الکترونیک از اهمیت بالایی برخوردارند و بیشتر به منظور محدود کردن جریان و تقسیم جریان و نیز ایجاد ولتاژهای مختلف در مدارات به کار گرفته می شود .

 علائم اختصاری مقاومت الکتریکی در شکل (1) نشان داده شده است .

شکل (1)

 

ادامه نوشته

خازن

 

خازن یک عنصر دوسر پسیو است که به انرژی الکتریکی را به صورت موقت در میدان الکتریکی ذخیره مینماید. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها حداقل دو هادی که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند را در ساختار خود دارند. هادی ها می توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز که برای افزایش ظرفیت خازن استفاده می شود می تواند از جنس شیشه، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد.

خازنها به عنوان اجزای یک مدار الکتریکی در بسیاری از ادوات الکتریکی استفاده می شوند. یک خازن ایده آل بر خلاف مقاومت توانی در خود تلف نمی کند بلکه انرژی را به شکل یک میدان الکترواستاتیک در میان صفحات خود ذخیره می نماید.

وقتی یک اختلاف پتاسیل بین دو سر خازنی اعمال می گردد (برای مثال وقتی به یک باتری متصل می شود) یک میدان الکتریکی در میان صفحات آن ایجاد می گردد که سبب تجمع بار +Q روی یک صفحه و -Q روی صفحه دیگر می شود. اگر زمان کافی از اتصال باتری بگذرد هیچ جریانی از خازن عبور نخواهد کرد، به عبارت دیگر مشابه مدار باز عمل می کند.

وقتی خازنی به ولتاژ متغیر با زمان وصل می شود بار آن نیز با زمان تغییر می کند و طبق رابطه i = dq/dt جریانی در مدار به وجود می آید. الیته در میان صفحات خازن هیچ جریان هدایتی وجود ندارد و تنها جریان جابجایی می تواند جاری گردد.

بین بار و ولتاژ دو سر خازنهای خطی رابطه Q=CV برقرار است که C را ظرفیت خازن می نامند و واحد آن فاراد است. رابطه جریان با ولتاژ خازنها نیز به صورت I = CdV/dt به دست می آید و انرژی خازنها نیز برابر W = CV2/2 است. نتیجه مهمی که از این روابط به دست می آید آن است که ولتاژ خازنها همواره پیوسته است و نمی تواند به طور ناگهانی تغییر نماید.

ادامه نوشته

جزوه ی فیزیک مغناطیس(شمسی پور)

سلام خدمت دانشجویان عزیز و همراه 

امروز قراره که دو جزوه ی کامل و خوب از درس فیزیک الکترومغناطیس رو براتون قرار بدیم ، درسی که تو بیشتر رشته ها از جمله برق ، شیمی ، نفت و مکانیک و در دوره ی کاردانی باید پاس بشه و دوستان تنبل هم معمولا درس فیزیک مغناطیس رو میفتن

 

جزوه ی اول مربوط به استاد اصغر پرویزی یکی از اساتید خوب دانشکده ی شمسی پور هستش که جزوه ی خوب و مرتبی رو در رابطه با فیزیک الکتریسیته و مغناطیس گفته و البته این جزوه دست نویس هست اما کاربردی:

سرفصل های این جزوه:

الکترو استاتیک - الکتریسیته ساکن

میدان های الکتریکی

قانون گاوس

پتانسیل الکتریکی

خازن و دی الکتریک ها

نیروی محرکه الکتریکی و مدارهای الکتریکی

میدان مغناطیسی

قانون آمپر

لینک دانلود جزوه

http://www.ictnic.com/section/electromagnetic-shamsipoor-ictnic.com.pdf

 

جزوه ی دوم نیز از یکی از اساتید خوب دانشگاه تبریز هستش که بصورت تایپی بوده و بسیار جامع و کامل هست :

سرفصل های این جزوه:

مروری بر تجزیه و تحلیل برداری

شدت میدان الکتریکی

اختلاف پتانسیل الکتریکی

انرژی میدان الکتریکی

رساناها

عایق ها

شدت میدان مغناطیسی

مدارهای مغناطیسی و...

دانلود جزوه 

http://www.ictnic.com/section/Electromagnetic-Tabriz-ictnic.com.pdf