گشتاور روی سیم پیچ حامل جریان

گشتاور

در درس گذشته آموختیم كه میدان مغناطیسی می‌تواند نیرویی به سیم حامل جریان اعمال كند. اگر یك حلقه سیم به شكل مناسب در میدان مغناطیسی آویزان شود، نیروی مغناطیسی می‌تواند گشتاوری را به حلقه وارد كند و باعث چرخش آن شود. این گشتاور عامل به چرخش درآمدن طیف گسترده‌ای از موتورهای الكتریكی است.

شكل زیر حلقهِ سیمِ مستطیل شكلی را نشان می‌دهد كه به محور قائمی وصل شده است. محور طوری معلق شده كه می‌تواند آزادانه در میدان مغناطیسی یكنواختی بچرخد.

شكل روبه رو نمای بالای همان حلقه و نیروهای F و F- وارد بر دو سیم عمودی را نشان می‌دهد. این دو نیرو به یك اندازه هستند اما، بر اساس قاعده دست راست، جهت آن ها مخالف هم است. بنابراین نیروی كل وارد بر حلقه صفر است. اما با این حال گشتاوری به حلقه وارد می‌كنند و باعث می‌گردند سیم حلقه در جهت ساعتگرد به چرخش درآید. شكل زیر نشان می‌دهد كه گشتاور وارد بر حلقه وقتی بیشینه است كه نیم خط عمود بر سطح حلقه با خطوط میدان زاویه 90 درجه بسازد.

بنابراین وقتی حلقه حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد گشتاور وارد بر آن آن قدر باعث چرخش حلقه می‌شود تا نیم خط عمود بر سطح حلقه در راستای میدان قرار گیرد.

برای مشاهده فیلم اینجا را کلیک کنید.

برای مشاهده فیلم اینجا را کلیک کنید.

از این لحاظ حلقه جریان همانند عقربه قطب نما در میدان مغناطیسی عمل می‌كند زیرا عقربه قطب نما هم آن قدر می‌چرخد تا در راستای میدان قرار گیرد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مجید محسنی

تنظیم: نسیم گنجی منش