قانونا فاراداي ولنز

في تجربة الكتاب (1)، الصفحة 99، نقرّب مغناطيساً من وشيعةٍ موصولةٍ بمقياس ميكرو أمبير، ثمّ نتركه ساكناً، ثمّ نبعده. وفي التجربة (2)، الصفحة 100، وشيعتان متقابلتان، الأولى موصولةٌ بمولّد تيّارٍ متناوب، والثانية بمصباحٍ ومقياس، دون أن نحرّك شيئاً.

تقريب المغناطيس أو إبعاده يغيّر التدفّق الذي يجتاز الوشيعة. وفي التجربة (2) تولّد الوشيعة الأولى حقلاً متناوباً، فيتغيّر التدفّق في الثانية دون حركة، ويضيء المصباح. والتيّار المتولّد «يُدعى بالتيّار الكهربائيّ المُتحرِّض» الكتاب، الصفحة 100.

تذكّر: قانون فاراداي، الكتاب، الصفحة 100: «يتولَّدُ تيّارٌ كهربائيّ مُتحرِّضٌ في دارةٍ مُغلَّقةٍ إذا تغيَّرَ التّدفُّق المغناطيسيّ الّذي يجتازُها ويدومُ هذا التيّارُ بدوامِ تغيُّرِ التّدفُّقِ لينعدمَ عندَ ثباتِ التدفّق المغناطيسيّ المحرِّض.»

تذكّر: نتائج تجربة الكتاب، الصفحة 102: «إنّ تقريبَ القطبِ الشّمالي من أحدِ وجهَي الوشيعةِ يولِّدُ فيها تيّاراً كهربائيّاً مُتحرِّضاً فيولِّدُ بدورِه حقلاً مغناطيسيّاً مُتحرِّضاً، جهتُه بعكسِ جهةِ الحقلِ النّاجمِ عن المغناطيسِ المُحرِّض»، وإبعاده يولّد حقلاً متحرّضاً «تتفِّقُ جهتُه مع جهةِ الحقلِ الناجِمِ عن المغناطيسِ المُحرِّض».

تذكّر: قانون لنز، الكتاب، الصفحة 102: «إنّ جهةَ التيّار المُتحرِّض في دارةٍ مُغلَّقة تكونُ بحيثُ يُنتِجُ أفعالاً تعاكِسُ السَّببَ الذي أدّى إلى حدوثِه.»

فإذا قرّبنا القطب الشماليّ صار وجه الوشيعة المقابل وجهاً شماليّاً يدفعه، وإذا أبعدناه صار وجهاً جنوبيّاً يجذبه. الوشيعة «تسعى لإنقاصِ التّدفُّقِ» حين يتزايد، و«لزيادةِ التّدفُّقِ» حين ينقص.

«إنّ مرورَ تيّارٍ كهربائيّ في أيّ دارةٍ مُغلقةٍ يكافئُ وضعَ مولّدٍ فيها يمتازُ بقوّةٍ مُحرّكةٍ كهربائيّةٍ مُتحرِّضةٍ $\epsilon$» الكتاب، الصفحة 102. وفي نشاط الكتاب نقرأ مقياس الميلي فولت: مغناطيسان ملتصقان بالزمن نفسه يعطيان ضعف القراءة، ومغناطيسٌ واحدٌ بنصف الزمن يعطي ضعفها أيضاً.

تذكّر: الكتاب، الصفحة 103: القوّة المحرّكة الكهربائيّة المتحرّضة تتناسب طرداً مع تغيّر التدفّق المحرّض $d\bar{\mathrm{\Phi }}$، وعكساً مع زمن تغيّره $dt$، «حيثُ تنسجمُ الإشارةُ السّالبةُ معَ قانونِ لنز»:

انتبه: 🚨 لا تنسَ عدد اللفّات في التدفّق، ولا تنسَ تحويل المساحة إلى المتر المربّع. والإشارة السالبة ليست خطأً حسابيّاً، بل هي قانون لنز.

في تجربة السكّتين التحريضيّتين، الصفحة 104، نستبدل بالمولّد مقياس ميكرو أمبير، وندحرج الساق الناقلة على السكّتين في حقلٍ شاقوليّ، فينحرف المؤشّر.

تذكّر: الكتاب، الصفحة 104: عند تحريك الساق بسرعةٍ عموديّةٍ على الحقل تتحرّك إلكتروناتها الحرّة معها، فتخضع للقوّة المغناطيسيّة $\vec{F}=q\vec{v}\wedge \vec{B}$ مع $q=-e$ للإلكترون، فتتحرّك داخل الساق، «وتتولّدُ قوّةٌ مُحرّكةٌ كهربائيّةٌ تحريضيّةٌ تُسبّبُ مرورَ تيّارٍ كهربائيٍّ مُتحرّضٍ عبرَ الدّارة المُغلَقة؛ جهتُه الاصطلاحيّة بعكسِ جهةِ حركةِ الإلكتروناتِ الحرّة».