الدرس الثالث: المغناطيسية

أنظر وأتساءل

تعمل كل من الكهرباء والمغناطيسية معاً لرفع هذه المواد ونقلها من مكان إلى آخر، والمغناطيسية قوة تجذب الأشياء، كيف تعمل هذه القوة غير المرئية؟

الرافعة مزودة بمغناطيس كهربائي قوي يجذب مواد معينة وينقلها وعندما يتم فصل التيار يتوقف عمل المغناطيس وتسقط المواد في المكان المطلوب نقلها إليه.

أستكشف

أتوقع

للمغناطيس قطبان، قطب شمالي يرمز إليه بالرمز N، وقطب جنوبي يرمز إليه بالرمز S، كيف أجعل مغناطيسين يتجاذبان؟ كيف أجعل أحدهما يتباعد عن الآخر؟ أتوقع نوع الأقطاب المتقابلة في كل حالة.

تتنافر الاقطاب الشمالية بعضها مع بعض ينجذب القطب الشمالي الى القطب الجنوبي.

أختبر توقعاتي

3. أقرب القطب الشمالي لمغناطيس إلى القطب الجنوبي لمغناطيس آخر. ماذا حدث؟ أسجل ملاحظاتي.

تتجاذب المغناطيسات بعضها مع بعض.

أستنتج

4. أتواصل. ماذا حدث عندما قربت قطبين متشابهين لمغناطيسين؟ ماذا حدث عندما قربت قطبين مختلفين لمغناطيسين أحدهما إلى الآخر؟

مثلما تتنافر الأقطاب المتشابهة تتجاذب الأقطاب المختلفة.

أستكشف أكثر

هل قوة الجذب عند طرفي المغناطيس أكبر منها عند مواضع أخرى فيه؟ كيف أجد المناطق التي تكون عندها قوة جذب المغناطيس أكبر ما يكون؟ أعمل خطة وأجرب.

لجعل المغناطيسين يتجاذبان نقرب الأقطاب المختلفة، لتباعد المغناطيسين نقرب الأقطاب المتشابهة فيحدث تنافر بينهما.

نشاط

1. أتوقع. ما الذي يكون مغناطيساً كهربائياً أقوى: زيادة شدة التيار الكهربائي أم زيادة عدد اللفات؟

كلاهما يزيد من قوة المغناطيس الكهربائي ولكن زيادة عدد لفات السلك له تأثير أقوى على قوة المغناطيس.

2. أستخدم سلكا معزولاً ملوله 40 سم، وألفه 20 لفة حول مسمار حديد. وأصل طرفيه ببطارية كما في الشكل، وأقرب منه مشابك ورقية، ما عدد المشابك التي جذبها؟

يجذب حوالي 7 مشابك ورقية.

3. أقوم بتوصيل سلك معزول آخر، طوله 10 سم لعمل دائرة كهربائية على التوازي. وأصله ببطارية أخرى، ما عدد المشابك التي جذبها؟

مشابك ورقية و10 يجذب حوالي ذلك لزيادة التيار الكهربي المار خلال السلك.

4. أستخدم الأرقام. أزيل البطارية الثانية، وأضاعف عدد لفات السلك حول المسمار، ثم أصل طرفي السلك بالبطارية الأولى، ما عدد المشابك التي جذبها؟

مشبك ورقي و12 يجذب حوالي ذلك لزيادة عدد لفات السلك.

5. هل كان توقعي صحيحاً؟ أفسر نتائجي.

نعم، كان توقعي صحيح فإن زيادة عدد لفات السلك يزيد من قوة المغناطيس الكهربائي.

أقرأ الشكل

ماذا يحدث لمحور الدوران عندما يدور الملف؟ إرشاد: أنظر كيف تم توصيل الملف.

عندما يدور الملف يتحرك محور الدوران بشكل دوراني وبذلك يعمل على تحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة حركية واستخدامها في أجهزة المحركات مثل المراوح والعجلات.

أقرأ الشكل

كيف يضيء المصباح في الشكل؟ إرشاد: أنظر إلى حركة الملف بين قطبي المغناطيس.

تحرك طاقة الرياح أو الماء المروحة فتحرك ملف الدوران والسلك وينتج عن ذلك تيار كهربي في أسلاك الملف وعند استمرار حركة الملف يدفع الشحنات الكهربائية داخل السلك إلى الحركة مكونة تيار كهربي فيضئ المصباح.

مشكلة وحل. كيف لمغناطيسين أن يتنافرا؟

عند تقريب قطبيهما الشمالين، أو تقريب قطبيهما الجنوبيين أحدهما من الآخر.

التفكير الناقد. ما وجه الشبه بين الشحنات الكهربائية وقطبي المغناطيس؟

الأقطاب المغناطيسية والشحنات الكهربائية تتجاذب وتتنافر.

مشكلة وحل. كيف يمكن استخدام قضيب مغناطيسي لتحديد الاتجاهات في الصحراء؟

وذلك من خلال استخدامه بوصلة، حيث يتم تعليقه بخيط من منتصفه وعندما يثبت فإنه يتجه شمالاً وجنوباً حيث يشير القطب الشمالي له إلى اتجاه الشمال.

التفكير الناقد. أجسام الطيور تحتوي على مغناطيس طبيعي كيف يمكن أن يساعدها؟

المغناطيس الطبيعي في أجسام الطيور يساعدها على تحديد اتجاهها خلال هجرتها أو في أي وقت لا تجد فيه معالم تسترشد بها.

مشكلة وحل. كيف يمكن زيادة قوة المجال المغناطيسي لمغناطيس كهربائي؟

يمكن زيادة قوة المجال بزيادة طول السلك وعدد اللفات أو زيادة حجم قضيب الحديد أو زيادة التيار المار في السلك.

التفكير الناقد. هل يتغير المغناطيس الكهربائي عند استخدام قلب من الخشب؟

لا, لأن الخشب لا يتمغنط مثل مادة الحديد.

مشكلة وحل. كيف تحول المولدات الكهربائية الطاقة الحركية إلى كهرباء؟

يتحرك الملف بين قطبي المغناطيس فتتحول الطاقة الحركية للملف إلى كهرباء تسري في أسلاك الملف.

التفكير الناقد. فيم تتشابه المحركات والمولدات الكهربائية؟

تتشابهان في وجود ملف ومغناطيسات ومحور دوران.

أفكر وأتحدث وأكتب:

1. المفردات. المغناطيس الناشئ عند مرور تيار كهربائي في سلك يسمى المغناطيس الكهربائي.

2. مشكلة وحل. كيف تجعل المغناطيس الكهربائي أقوى؟

3. التفكير الناقد. عندما يمر تياران كهربائيان في سلكين في اتجاه واحد فإن السلكين يتجاذبان لماذا؟

انتقال الجسيمات المشحونة يشبه التيار الكهربائي الضعيف حيث ينتج مجال مغناطيسي لذلك فهي تنجذب بعضها نحو بعض.

4. أختار الاجابة الصحيحة. ما الذي يحول الطاقة الكهربائية الى طاقة حركية؟

أ. المولد الكهربائي.

ب. المحمصة الكهربائية.

ج. المروحة الكهربائية.

د. المصباح الكهربائي.

5. السؤال الرئيسي. ما العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية؟

تستخدم الكهرباء لصنع المغناطيسات، وتستخدم المغناطيسات لتوليد الطاقة الكهربائية.

العلوم والصحة

المغناطيس الكهربائي في الطب

أبحث كيف يستخدم المغناطيس الكهربائي في بعض الأجهزة الطبية واكتب تقريراً عن ذلك.

تستخدم أجهزة التصوير بالرنين الكهرومغناطيسية (MRI) المغناطيسي لرؤية الأعضاء الداخلية للجسم.