قضيب متحرك بقوة ثابتة: قارن مقاومتين واحسب سرعة الاتزان بدل افتراض ثباتها. [1]
الخلاصة السريعة
في الحالة المستقرة لهذا النموذج، زيادة المقاومة ترفع السرعة والجهد؛ التيار يبقى ثابتًا لأن قوة السحب ثابتة. [1]
- قضيب موصل طوله ℓ على سكتين أفقيتين يغلق دائرة بلا بطارية؛ مقاومة كلية ثابتة R>0. مجال منتظم B>0 عمودي على مستوى الدائرة، وسحب ثابت F>0 موازٍ للسكتين. نهمل الاحتكاك والحث الذاتي؛ نقارن الحالة المستقرة فقط. [2]
- للحركة نحو اليمين والمجال داخل الصفحة: التيار الاصطلاحي يصعد في القضيب؛ قوته المغناطيسية نحو اليسار. مقدار القوة الدافعة ε=Bℓv بالفولت، والتيار I=ε/R بالأمبير؛ v السرعة بالمتر/ثانية. ε جهد، لا قوة بالنيوتن. [2]
- عند ثبات السرعة تتعادل القوتان: F=IℓB. بالتعويض I=Bℓv/R نحصل على v_s=FR/(B²ℓ²)، وI_s=F/(Bℓ). اللاحقة s للحالة المستقرة؛ تثبيت القوة يثبت التيار، بينما تتناسب السرعة مع R. [1]
- مثال مفترض B=0.5T وℓ=0.40m وF=0.060N وR=2Ω: v_s=3m/s؛ ε=0.60V؛ I_s=0.30A. T تسلا، m متر، N نيوتن، Ω أوم، V فولت، A أمبير. ليست قياسات جهاز. [2]
- بدّل R وحدها إلى 4Ω مع القوة نفسها: v_s=6m/s؛ ε=1.20V؛ I_s=0.30A. لو ثبّتّ السرعة بدل القوة لانخفض التيار مع زيادة R؛ هنا السرعة تضاعفت، فلا نعامل الجهد كمصدر ثابت. [2]
- في الاتزان P=Fv_s=I_s²R؛ P القدرة بالواط W. عند 2Ω نجد 0.18W، وعند 4Ω نجد 0.36W. مصدر الطاقة شغل السحب، وتتحول إلى حرارة المقاومة. أثناء التسارع لا نعمم مساواة قدرة السحب بالتسخين وحده. [1]
ما الذي ثبّتناه؟
قضيب موصل طوله ℓ على سكتين أفقيتين يغلق دائرة بلا بطارية؛ مقاومة كلية ثابتة R>0. مجال منتظم B>0 عمودي على مستوى الدائرة، وسحب ثابت F>0 موازٍ للسكتين. نهمل الاحتكاك والحث الذاتي؛ نقارن الحالة المستقرة فقط. [2]
الاتجاه والجهد والتيار
للحركة نحو اليمين والمجال داخل الصفحة: التيار الاصطلاحي يصعد في القضيب؛ قوته المغناطيسية نحو اليسار. مقدار القوة الدافعة ε=Bℓv بالفولت، والتيار I=ε/R بالأمبير؛ v السرعة بالمتر/ثانية. ε جهد، لا قوة بالنيوتن. [2]
استخرج سرعة الاتزان
عند ثبات السرعة تتعادل القوتان: F=IℓB. بالتعويض I=Bℓv/R نحصل على v_s=FR/(B²ℓ²)، وI_s=F/(Bℓ). اللاحقة s للحالة المستقرة؛ تثبيت القوة يثبت التيار، بينما تتناسب السرعة مع R. [1]
احسب الحالة الأولى
مثال مفترض B=0.5T وℓ=0.40m وF=0.060N وR=2Ω: v_s=3m/s؛ ε=0.60V؛ I_s=0.30A. T تسلا، m متر، N نيوتن، Ω أوم، V فولت، A أمبير. ليست قياسات جهاز. [2]
ضاعف المقاومة وحدها
بدّل R وحدها إلى 4Ω مع القوة نفسها: v_s=6m/s؛ ε=1.20V؛ I_s=0.30A. لو ثبّتّ السرعة بدل القوة لانخفض التيار مع زيادة R؛ هنا السرعة تضاعفت، فلا نعامل الجهد كمصدر ثابت. [2]
افحص القدرة وحدود المقارنة
في الاتزان P=Fv_s=I_s²R؛ P القدرة بالواط W. عند 2Ω نجد 0.18W، وعند 4Ω نجد 0.36W. مصدر الطاقة شغل السحب، وتتحول إلى حرارة المقاومة. أثناء التسارع لا نعمم مساواة قدرة السحب بالتسخين وحده. [1]
المراجع
أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.