لوگوی فیزیکال می — معلم فیزیک حسن باقری

نیروی مغناطیسی بر سیمِ حاملِ جریان — موتورِ الکتریکی متولد می‌شود ⚙️

یه واقعیت 🩺: ونتیلاتورِ بیمارستان، پمپِ سرم، دستگاهِ همودیالیز، حتی پمپِ مصنوعیِ قلب — همه با موتورِ DC کار می‌کنن. قلبِ موتور، همین قانونِ ساده‌ی نیرو بر سیمه. این بخش، رازِ موتور رو فاش می‌کنه.

نیرو بر سیم 📐

اگه یه سیم با طولِ $L$ و حاملِ جریانِ $I$ در میدان $\vec{B}$ قرار بگیره:

$$F = B \, I \, L \, \sin\theta$$

حالتِ خاص: سیم عمود بر میدان 🎯

اگه $\theta = 90°$:

$$F = B \, I \, L$$

نیرو بیشینه و عمود بر هم سیم و هم میدانه.

موتور DC — یه حلقه که می‌چرخه ⚙️

ساده‌ترین موتور: یه حلقه‌ی سیمِ مستطیلی در میدانِ مغناطیسی. وقتی جریان از حلقه عبور می‌کنه:
– دو ضلعِ موازی با محورِ چرخش، نیروهای مخالف می‌گیرن
– این جفت‌نیرو، یه گشتاور می‌سازه که حلقه رو می‌چرخونه
– یه کموتاتور جهتِ جریان رو در هر نیم‌دور عوض می‌کنه تا چرخش ادامه پیدا کنه

ویجتِ تعاملی 🎮

محاسبه‌ی پایتون — موتورِ پمپِ پزشکی 🐍

# پمپ سرم ساده با موتور DC
# مشخصات معمولی پمپِ تزریق:
# میدان B = 0.5 T، جریان I = 0.3 A، طول سیم در میدان L = 5 cm
# تعداد دور سیم‌پیچ N = 100

import math

B = 0.5     # تسلا
I = 0.3     # آمپر
L = 0.05    # متر
N = 100     # تعداد دور

# نیرو روی یک ضلع از یک دور
F_one_side = B * I * L
print(f"نیرو روی یک ضلع: {F_one_side*1000:.1f} mN")

# گشتاور (با شعاع 2.5 cm)
r = 0.025
torque_per_loop = 2 * F_one_side * r   # دو ضلع
torque_total = N * torque_per_loop
print(f"گشتاور کل: {torque_total*1000:.2f} mN·m")

# اگه موتور با 300 rpm بچرخه
rpm = 300
omega = 2 * math.pi * rpm / 60
P = torque_total * omega
print(f"توان مکانیکی: {P*1000:.1f} mW")

# پمپ سرم با این توان می‌تونه 100 ml/h رو پمپ کنه
# (بسته به مقاومت لوله و فشار خون)

نکته‌ی پزشکی-زیستی 🩺

خودتو بسنج 📝

منابع و کاوشِ بیشتر 📚

مقالات و مرجع

ویدئو (یوتیوب)

ویدئو (آپارات — فارسی)

روی همین سایت 🔗

در بخش بعدی، می‌بینیم خودِ جریان هم می‌تونه میدانِ مغناطیسی بسازه — میدان از جریان 🔄.

💬 جواب بهتری داری؟ یا یه سؤال جدید؟

اگه به سؤالای بالا پاسخی داری که فکر می‌کنی روشن‌تر یا کامل‌تر از مال منه، یا یه سؤال جدید برای دانش‌آموزای دیگه داری — تو بخش نظرات پایین صفحه ارسال کن. هر پیامی رو می‌خونم، تأیید می‌کنم و منتشر می‌شه. این‌جوری همه از تجربه‌ی همدیگه استفاده می‌کنیم. 🌱

برچسب خورده, , , ,

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *