📄 اطبع pdf
00971504825082

قوة لورنتس Lorentz Force

🇸🇦 عربي 🇬🇧 English

⚡ قوة لورنتس

قوة لورنتس هي القوة المؤثرة على جسيم مشحون متحرك في مجالين كهربائي ومغناطيسي، وتستخدم لفهم سلوك الأسلاك الحاملة للتيار في المجالات المغناطيسية.

🧲 قانون قوة لورنتس على سلك يمر به تيار

\[ F = I \; L \; B \; \sin\theta \]

حيث \(F\) القوة (نيوتن)، \(I\) شدة التيار (أمبير)، \(L\) طول السلك (متر)، \(B\) المجال المغناطيسي (تسلا)، \(\theta\) الزاوية بين اتجاه التيار والمجال.

🔄 اشتقاق القوة من تأثير الشحنة

قوة لورنتس على شحنة واحدة: \(\vec{F}=q(\vec{v}\times \vec{B})\)، وعند جمع تأثير كل الإلكترونات في سلك length \(L\) نحصل على \(F = I L B \sin\theta\).

📐 قاعدة اليد اليمنى (الاتجاه)

▪️ الإبهام ← اتجاه التيار.
▪️ الأصابع ← اتجاه المجال المغناطيسي.
▪️ راحة اليد ← اتجاه القوة.

🔧 تطبيقات عملية

• المحرك الكهربائي: تحويل كهرباء → حركة دورانية.
• الجلفانومتر: قياس التيار بانحراف مؤشر.
• مكبر الصوت: اهتزاز الملف الصوتي.
• قطار ماجليف: الرفع المغناطيسي.

📡 محاكاة تفاعلية لقوة لورنتس

⚙️ محاكاة المحرك الكهربائي

📝 اختبار قوة لورنتس

اختر الإجابة الصحيحة، ثم اضغط "عرض الحل والتحقق"

1 العوامل المؤثرة على قوة لورنتس لسلك يمر به تيار؟

Aشدة التيار وطول السلك فقط Bشدة المجال والزاوية فقط Cشدة التيار، طول السلك، شدة المجال، والزاوية Dالجهد والمقاومة فقط

📘 عرض الحل والتحقق

📌 طريقة الحل: \(F = I L B \sin\theta\)، تعتمد على I, L, B, θ. ✅ الإجابة الصحيحة: C

2 كيف نحدد اتجاه قوة لورنتس على سلك؟

Aقاعدة اليد اليسرى للمحركات Bقاعدة اليد اليمنى العادية Cقاعدة اليد اليمنى المعدلة (الإبهام التيار، الأصابع المجال، الدفع من راحة اليد) Dعكس اتجاه التيار دائمًا

📘 عرض الحل والتحقق

🔍 طريقة الحل: الضرب الاتجاهي \(\vec{F}=I\vec{L}\times\vec{B}\) يتبع قاعدة اليد اليمنى. ✅ الإجابة C.

3 العلاقة بين قوة لورنتس على السلك وقوة لورنتس على شحنة مفردة؟

Aمتوسط القوى Bمحصلة قوى لورنتس على جميع الشحنات المتحركة Cلا علاقة Dقوة السلك = قوة الشحنة × العدد

📘 عرض الحل والتحقق

🧮 طريقة الحل: التيار = تجمع شحنات، القوة الكلية = مجموع القوى على كل شحنة ← محصلة القوى. ✅ B

4 متى تكون قوة لورنتس أعظمية على سلك؟

Aالسلك موازٍ للمجال Bالسلك عمودي على المجال Cزاوية 45° Dلا تعتمد على الزاوية

📘 عرض الحل والتحقق

📐 طريقة الحل: \(F \propto \sin\theta\)، \(\sin 90^\circ =1\) أعظم قيمة. ✅ B

5 تطبيق قوة لورنتس في المحرك الكهربائي؟

Aتوليد تيار من الحركة Bتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية دورانية Cقياس التيار Dكل ما سبق

📘 عرض الحل والتحقق

⚙️ طريقة الحل: المحركات تستخدم قوة لورنتس لإنشاء عزم دوران وتحويل كهرباء → حركة. ✅ B

6 I=3A, L=0.5m, B=0.4T, عمودي، احسب القوة؟

A0.6 N B1.2 N C0.06 N D6 N

📘 عرض الحل والتحقق

🧮 الحل: \(F=3\times0.5\times0.4\times\sin90^\circ = 3\times0.2=0.6\;N\) ✅ A

7 دور المبادل الكهربائي (الكوموتاتور) في المحرك؟

Aزيادة التيار Bعكس اتجاه التيار كل نصف دورة لاستمرار الدوران Cتقليل الاحتكاك Dتوليد مجال ثابت

📘 عرض الحل والتحقق

🔄 طريقة الحل: المبادل يعكس التيار ليبقى العزم في اتجاه واحد. ✅ B

📊 ملخص النتائج

📋 عرض الملخص الكلي

⚡ Lorentz Force

🧲 Lorentz Force Law on a Current-Carrying Wire

\[ F = I \; L \; B \; \sin\theta \]

Where \(F\) is force (Newton), \(I\) current (Ampere), \(L\) wire length (meter), \(B\) magnetic field (Tesla), \(\theta\) angle between current and field.

🔄 Derivation from Single Charge Force

Lorentz force on a single charge: \(\vec{F}=q(\vec{v}\times \vec{B})\). Summing over all electrons in a wire segment of length \(L\) gives the net force: \(F = I L B \sin\theta\).

📐 Right-Hand Rule (Direction)

▪️ Thumb → Direction of current.
▪️ Fingers → Direction of magnetic field.
▪️ Palm → Direction of the force.

🔧 Practical Applications

• Electric motor: Converts electrical energy into rotational motion.
• Galvanometer: Measures current by pointer deflection.
• Loudspeaker: Vibration of the voice coil.
• Maglev train: Magnetic levitation and propulsion.

📡 Lorentz Force Interactive Simulation

⚙️ Electric Motor Simulation

📝 Lorentz Force Quiz

Select the correct answer, then click "Show solution & check".

1 Factors affecting Lorentz force on a wire?

ACurrent & length onlyBMagnetic field & angle onlyCCurrent, length, B-field, angleDVoltage & resistance

📘 Show solution & check

✅ Correct: C – \(F=ILB\sin\theta\)

2 Direction of Lorentz force on wire?

ALeft-hand motor ruleBRight-hand usualCModified right-hand (thumb current, fingers field, palm force)DOpposite to current

Show solution

✅ Correct: C (right-hand rule for cross product)

3 Relation: wire force vs single charge?

AAverage forceBResultant of forces on all moving chargesCNo relationDForce = charge force × number

Show solution

✅ B – superposition of Lorentz forces on each charge.

4 When is Lorentz force maximum?

AParallel to fieldBPerpendicular to fieldC45° angleDAngle independent

Show solution

✅ B – \(\sin90^\circ=1\) maximum.

5 Application in electric motor?

AGenerate currentBConvert electrical to rotational kinetic energyCMeasure currentDAll above

Show solution

✅ B – Motors use Lorentz force to produce torque.

6 I=3A, L=0.5m, B=0.4T, perpendicular → Force?

A0.6 NB1.2 NC0.06 ND6 N

Show solution

✅ A – \(3\times0.5\times0.4=0.6\ \text{N}\)

7 Role of commutator in DC motor?

AIncrease currentBReverse current every half-turn to maintain rotationCReduce frictionDGenerate fixed field

Show solution

✅ B – Commutator reverses current direction.

📊 Summary

📋 Show Full Summary

اكتب تعليقا واذا كان هناك خطأ اكتبه وحدد مكانه Write a comment, and if there is mistake, write and specify its location

No comments:

Post a Comment