قوة على سلك يحمل تيارًا
سلك طوله 0.5 m يحمل 2 A ويعبر مجالًا شدته 0.4 T بزاوية قائمة يتأثر بقوة 0.4 N: أدخل التيار والطول داخل المجال وشدة المجال والزاوية لتحصل على القوة الجانبية المؤثرة في موصل مستقيم. مجانية في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- التيار
- 2
- الطول
- 0.5
- شدة المجال المغناطيسي
- 0.4
- الزاوية
- 90
- الزاوية راديان
- 1.5707963268
- جيب الثيتا
- 1
- القوة
- 0.4
- القوة ذات الإشارة
- 0.4
يشعر سلك مستقيم يحمل تيارًا كهربائيًا في مجال مغناطيسي بقوة جانبية مقدارها حاصل ضرب التيار وطول الجزء في المجال وشدة المجال وجيب الزاوية بين اتجاه التيار والمجال. تلك العلاقة — F = I L B sin θ — هي أداة مختبرات الكهرومغناطيسية التمهيدية وتقديرات المحركات ومدافع السكك وواجبات تطلب القوة على موصل بين قطبي مغناطيس. تقيّم هذه القدرة تلك الصيغة بحتمية من أربعة مدخلات عددية، وتعيد القوة بالنيوتن مع الجيب الوسيط والزاوية بالراديان، وترفض طول سلك سالب حتى لا تتنكر امتدادًا هندسيًا كمتجه حر ذي إشارة.
من أين تأتي القوة على السلك
عندما يمر تيار في موصل مستقيم داخل مجال مغناطيسي منتظم، تؤثر فيه قوة عمودية على اتجاهه. مقدارها حاصل ضرب التيار في طول الموصل داخل المجال في شدة المجال في جيب الزاوية بين اتجاه التيار والمجال. إذا كان الموصل عموديًا على المجال كان الجيب واحدًا والقوة في أقصاها، وإذا كان موازيًا كانت القوة صفرًا. هذه العلاقة هي أساس تجارب المختبر بسلك بين قطبي مغناطيس، وتقديرات المحركات، وكثير من تمارين الكهرومغناطيسية.
أخطاء شائعة في الحساب
كثيرًا ما يُدخل طول السلك كله مع أن المهم هو الجزء الموجود داخل المجال فقط. ومن الأخطاء أيضًا أخذ زاوية غير المقصودة، فالمطلوب هو الزاوية بين اتجاه التيار والمجال وبالدرجات. الطول السالب لا معنى له ويُرفض، أما الطول أو المجال صفرًا فمقبولان ويعطيان قوة صفرية. حوّل السنتيمترات إلى أمتار قبل الإدخال لتحصل على القوة مباشرة بالنيوتن.
ما الذي تعيده القوة المغناطيسية على سلك وكيف تختار I وL وB والزاوية
نمذج المسألة كمقطع موصل مستقيم طوله L أمتار يحمل تيارًا I أمبير وهو مغمور في مجال مغناطيسي منتظم شدته B تيسلا. تتكامل قوة لورنتز الكلاسيكية على عنصر تيار إلى F = I L B sin θ، حيث θ هي الزاوية بين اتجاه التيار الاصطلاحي ومتجه المجال المغناطيسي. عندما يكون السلك موازيًا لـ B تكون θ صفرًا أو مئة وثمانين درجة والجيب صفرًا وتختفي القوة.
عندما يكون السلك عموديًا على B تكون θ تسعين درجة والجيب واحدًا وتبلغ القوة أقصاها I L B. حدود المقدار تمنع مدخلات مرضية من فيض الحساب المعزول وتغطي مع ذلك مسائل الصف بالأمبير والتيسلا وكثيرًا من قضبان التوزيع بمقياس هندسي.
حالات الاستخدام
دفاتر المختبر وعروض المحركات
تنتج أدوات الدروس وتطبيقات المختبر فحوص قوة مغناطيسية حتمية لعروض السكك والتمارين ذات التصحيح الآلي وأوراق SI دون تضمين حلال كهرومغناطيسي كامل.
فحوص أمر المقدار في الهندسة
تستدعي خطوط الأنابيب التي تحدد أبعاد قضبان التوزيع أو الدعامات قرب المغانط هذا الطرف كخط أساس تحليلي لحالات السلك المستقيم قبل الوثوق بحلّالات المجال العددية.
الأسئلة الشائعة
كيف أحسب القوة على سلك يحمل تيارًا؟
تتضمن الاستجابة force بالنيوتن من F = I L B sin(θ).
ماذا يحدث إذا كان طول السلك سالبًا؟
الطول امتداد هندسي غير سالب لمقطع الموصل؛ يُرفض الطول السالب ولا يُحسب.
متى تكون القوة على سلك في مجال مغناطيسي أكبر ما يمكن؟
عندما يكون السلك بزاوية 90° مع المجال. يصبح الجيب عندها واحدًا والقوة مساوية لحاصل ضرب التيار في الطول في المجال. وإذا كان السلك موازيًا للمجال عند 0° أو 180° تنعدم القوة.
ما طول السلك الذي يجب إدخاله؟
الجزء المستقيم الموجود فعلًا داخل المجال المغناطيسي فقط، بالمتر، مثل الجزء بين قطبي المغناطيس. الطول صفر مقبول ويعطي قوة صفرية، أما الطول السالب فيُرفض.
ماذا يحدث إذا كان التيار أو المجال سالبًا؟
تُقبل الإشارة لأنها تدل على الاتجاه. تظهر القوة مقدارًا موجبًا بالنيوتن، وتُحفظ معها نتيجة بإشارتها لمن يتتبع الاتجاه منفصلًا في رسم القوى.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-wire \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"current":2,"length":0.5,"magnetic_field":0.4,"angle":90}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-wire", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"current": 2,
"length": 0.5,
"magnetic_field": 0.4,
"angle": 90
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-wire",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"current": 2,
"length": 0.5,
"magnetic_field": 0.4,
"angle": 90
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-wire", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"current":2,"length":0.5,"magnetic_field":0.4,"angle":90}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"current":2,"length":0.5,"magnetic_field":0.4,"angle":90}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/magnetic-force-wire", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"current": 2,
"length": 0.5,
"magnetic_field": 0.4,
"angle": 90
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.magnetic_force_wire",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
الخوارزم حساب بحت — بلا شبكة ولا بذرة عشوائية ولا ساعة جدارية — فنفس المدخلات تنتج دائمًا نفس JSON.
ما الذي تعيده القوة المغناطيسية على سلك وكيف تختار I وL وB والزاوية
أرسل الحقول الإلزامية current وlength وmagnetic_field وangle كأعداد JSON أو سلاسل عددية؛ تُقبل الأسماء البديلة I وamperage وamps وL وwire_length وl وB وfield وB_field وtheta وdegrees وdeg لتربط دفاتر المختبر ونماذج الواجبات دون إعادة تسمية الأعمدة. يجب أن يكون الطول غير سالب: الامتداد الهندسي السالب ليس مقطع موصل صالحًا، لذا يرفع المحرك invalid_input بدل اختراع قوة من طول مستحيل. يجوز أن يكون التيار والمجال بإشارة؛ مقدار force يطوي القيم المطلقة بينما force_signed يحفظ الجداء الجبري لمخططات الجسم الحر التي ترمز الاتجاه منفصلًا. تنتج المدخلات المتطابقة دائمًا نفس JSON لأن المسار فاصلة عائمة نقية مع تقريب مستقر — بلا نموذج ولا نظام ملفات ولا مكتبة فيزياء خارجية.
قراءة force وforce_signed وsin_theta والوحدات وحالات الخطأ
الطول الصفر والمجال الصفر صالحان ويعطيان قوة صفر، بما يطابق فيزياء غياب مقطع موصل أو غياب بيئة مغناطيسية. عند النجاح تعيد الاستجابة current وlength وmagnetic_field وangle بعد تقريب مستقر، ثم تبلغ angle_rad كتحويل داخلي من الدرجات إلى الراديان، وsin_theta كالجيب المستخدم في الجداء، وforce كمقدار نيوتن غير سالب يساوي |I| L |B| |sin|، وforce_signed كالجداء الخام I L B sin θ عندما تحتاج عدديًا بإشارة متسقًا مع إشارات الإدخال. تكون formula دائمًا F = I * L * B * sin θ وmethod دائمًا magnetic_force_wire حتى يتفرع الكود اللاحق دون شمّ الأشكال. توثّق units القوة بالنيوتن والتيار بالأمبير والطول بالأمتار والمجال المغناطيسي بالتيسلا والزاوية بالدرجات حتى تبقى جداول الواجهة وعروض SDK متسقة مع SI لعمل الصف. استخدم force عندما تهتم مقاييس التصحيح أو التقارير فقط بشدة الدفع؛ وforce_signed عندما يتتبع خط أنابيب بالفعل قطبية التيار أو المجال؛ وsin_theta وangle_rad عندما يجب أن يُظهر برنامج التدريس خطوات وسيطة بجانب حساب الطالب اليدوي. غياب current أو length أو magnetic_field أو angle والأعداد غير المنتهية والمقادير خارج النطاق والطول السالب تفشل بـ invalid_input ولا تُحسب بعد رفض المحرك.
استخدام API والتسعير وتدفقات الصف والحدود العملية
استدعِ حاسبة القوة المجانية في المتصفح على سلك يحمل تيارًا لفحوص الواجبات وعروض المحاضرة والتحقق السريع من الحساب اليدوي دون تثبيت CAS أو حزمة عناصر منتهية. اربط هذا الطرف بأدوات الدوائر والقدرة عندما تكون الخطوة التالية ربط التيار بجهد التغذية، أو بمساعدات هندسية عندما احتجت فقط قوة جانبية بأمر المقدار قبل تحديد دعامات قضيب توزيع. أبقِ أمثلة الصف بالأمبير والسنتيمتر إلى المتر وكسر التيسلا ضمن الحدود المنشورة وفضّل وحدات SI من الطرف إلى الطرف. أرسل جسم JSON بالحقول العددية الإلزامية current وlength وmagnetic_field وangle (أو بدائلها). استخدم API المدفوعة مسبقًا عندما تحتاج منصة تدريس أو مولّد منهج كهرومغناطيسية أو دفتر مختبر محركات أو خط محاكاة عقدًا مستقرًا تحت رصيد KIT بـ $0.002 لكل عنصر ناجح؛ إخفاقات التحقق لا تستهلك الرصيد أبدًا بعد رفض المحرك. يمكن لمؤلفي SDK تعيين force وforce_signed وsin_theta مباشرة إلى جداول يعرفها الطلاب من مسائل الكتاب F = I L B sin θ، مع أخطاء واضحة عند إرسال طول سلك سالب بالخطأ.
حالات التكامل
التحقق من الواجبات والاختبارات
يدخل الطلاب التيار والطول والمجال والزاوية، ويقارنون force وsin(theta) بالحساب اليدوي، ويحصلون على invalid_input واضح عندما يكون الطول سالبًا بالخطأ.
أسئلة تقنية
هل الزاوية بالدرجات أم بالراديان؟
زاوية الإدخال بالدرجات (بدائل theta وdegrees وdeg). تعيد الاستجابة angle_rad وsin_theta للتحقق من التحويل الداخلي.
هل حاسبة القوة على سلك يحمل تيارًا مجانية؟
تعمل أداة المتصفح مجانًا على جهازك. تستدعي API رصيد KIT المدفوع مسبقًا بـ $0.002 لكل عنصر ناجح؛ إخفاقات التحقق لا تُحسب.
ما الفرق بين force وforce_signed؟
force هو المقدار غير السالب |I| L |B| |sin θ|. force_signed هو الجداء الجبري I L B sin θ عندما يتتبع سير عملك إشارات الإدخال منفصلًا.