ما هو التدفق المغناطيسي؟
يقيس التدفق المغناطيسي (Φ) مجموع المجال المغناطيسي المار عبر مساحة سطح معينة. وهو كمية أساسية في الكهرومغناطيسية، ويقع في صميم قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، وفي عمل المحوّلات والمولّدات والملفّات الحثية. الوحدة الدولية للتدفق المغناطيسي هي الويبر (Wb)، حيث إن \(1\,\text{Wb} = 1\,\text{T}\cdot\text{m}^2\).
كيفية استخدام هذه الحاسبة
أدخل ثلاث قيم: شدّة المجال المغناطيسي B بالتسلا (T)، ومساحة السطح A بالمتر المربّع (m²)، والزاوية θ بالدرجات بين اتجاه المجال المغناطيسي والعمود (المتجه العمودي) على السطح. تُرجع الحاسبة قيمة التدفق بالويبر إلى جانب معامل جيب التمام المستخدَم في الحساب.
شرح المعادلة
المعادلة الحاكمة هي:
$$\Phi = \text{B (T)} \cdot \text{A (m}^2\text{)} \cdot \cos\!\left(\text{θ (°)}\right)$$
يأخذ حدّ جيب التمام في الاعتبار اتجاه السطح بالنسبة للمجال. فعندما يكون المجال عموديًّا على السطح (\(\theta = 0°\))، يكون \(\cos\theta = 1\) ويبلغ التدفق أقصى قيمة له. وعندما يقع المجال في مستوى السطح نفسه (\(\theta = 90°\))، يكون \(\cos\theta = 0\) ولا يمرّ أي تدفق. أمّا عند الزوايا الوسطى، فلا يساهم في التدفق سوى مركّبة المجال B العمودية على السطح.
مثال محلول
لنفترض أن مجالًا مغناطيسيًّا شدّته \(B = 0.5\,\text{T}\) يمرّ عبر ملف مسطّح مساحته \(A = 2\,\text{m}^2\) بزاوية \(\theta = 60°\) مع العمود على السطح. عندئذٍ يكون \(\cos 60° = 0.5\)، ومن ثَمّ $$\Phi = 0.5 \times 2 \times 0.5 = 0.5\,\text{Wb}.$$
الأسئلة الشائعة
ما هو الويبر؟ الويبر الواحد هو مقدار التدفق الذي يحثّ قوّة دافعة كهربائية مقدارها فولت واحد في حلقة ذات لفّة واحدة عند تناقصه بانتظام حتى الصفر خلال ثانية واحدة.
أي زاوية ينبغي أن أستخدم؟ استخدم الزاوية المحصورة بين متجه المجال المغناطيسي والعمود (المتجه العمودي) على السطح، وليس السطح نفسه. وإن كنت تعرف الزاوية مع مستوى السطح، فاطرحها من 90°.
هل يمكن أن يكون التدفق سالبًا؟ نعم. فعندما تتراوح θ بين 90° و180°، تكون قيمة \(\cos\theta\) سالبة، ممّا يدلّ على أن المجال يمرّ عبر السطح في الاتجاه المعاكس بالنسبة للعمود الذي اخترته.
