العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي

كتابة: ابتسام مهران آخر تحديث: 23 فبراير 2021 , 09:45

العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي

يوجد العديد من العوامل التي تؤثر على شدة وقوة المغناطيس ، والتي تتضمن الآتي :

  • طبيعية المادة الأساسية وقوة التيار الذي يمر من خلال اللب ، وعدد لفات السلك في القلب وكذلك شكل القلب ، وحجمه . [1]
  • يكون المغناطيس ، عبارة عن ملف من الأسلاك المعزولة ملفوفة حول قلب حديدي ، حيث يصبح ممغنط عند تشغيل تيار كهربائي من خلاله ، ويفقد المغناطيسية عندما يتوقف التيار.
  • لكي نجعل المغناطيس الكهربائي أقوى ، يمكننا لف ملف بمزيد من لفات الأسلاك عدد المنعطفات يكون مضروب في التيار بالأمبير ، وذلك العامل هو الذي يحدد قوة المغناطيس .
  • تزداد قوة المغناطيس مع زيادة التيار الكهربائي عند نقطة معينة ، سوف يتشبع المغناطيس ويصل إلى أقصى قوة له .
  • سوف يكون المغناطيس الكهربائي أقوى إذا لف السلك حول قلب معدني ، وتعتبر أفضل المعادن عادة هي التي تكون حديدية ، أو حاملة للحديد .
  • تتحسن قدرة السلك على الحمل مع درجات حرارة منخفضة للغاية ، حيث أن أقوى المغناطيسات تكون مصنوعة من موصلات فائقة مبردة بالنيتروجين ، أو الهيلوم المسال . [2]

ما الذي يحدد قوة المغناطيس

يوجد العديد من أنواع المغناطيس المختلفة التي تأتي بأحجام ، وأشكال ، ومواد ، ونقاط قوة مختلفة وكلهن يولدون قوة تسمى المغناطيسية ، حيث أن هذه القوة هي التي تسمح لهم بجذب معادن معينة ، أو التمسك بها .

وعلى الرغم من ذلك فإن بعض المغناطيسات لا يمكنها ، حتى حمل قطعة من الورق في الثلاجة ، بينما يمكن للأنواع الأخرى رفع السيارات عاليًا في الهواء .

نجد أن الذي يحدد قوة المغناطيس أن كل مادة تتكون من وحدات صغيرة تعرف ، باسم الذرات ، حيث أن كل ذرة لها إلكترونات ، وتتحرك الإلكترونات باستمرار ،  وتولد حركتهم تيار كهربائي مما يجعل كل إلكترون يتحرك ، مثل مغناطيس صغيرة للغاية .

تحتوي معظم المواد على عدد متساوي من الإلكترونات التي تدور في اتجاهين متعاكسين ، مما يلغي مغناطيسيتها لكن بعض المواد تكون مغناطيسية بقوة ، مما يعني أن معظم إلكتروناتها تدور في نفس الاتجاه .

تعتبر لدى هذه المواد نفاذية مغناطيسية عالية ، وتصنع أقوى مغناطيس ، ومن بين تلك المواد الحديد ، والكوبالت ، والنيكل ، حيث نجد أن بورون الحديد النيوديميوم يصنع أقوى المغناطيسات ، ومن الجدير بالذكر أنه تقاس شدة المجال المغناطيسي بوحدة التسلا . [3]

ما الذي يسبب قوة مختلفة في المغناطيس

يعتبر للمغناطيس العديد من الأغراض العملية بخلاف الزخرفة والعديد ، منها يؤثر على حياتنا اليومية دون أن ندرك ذلك ، يوجد الكثير من الأسئلة حول كيفية عمل المغناطيس .

لفهم كيف يكون للمغناطيس قوى مختلفة من المجالات المغناطيسية ، فمن المهم أن نفهم ما هو المجال المغناطيسي وكيف يتم إنتاجه . [2]

ما هو المجال المغناطيسي

يعتبر المجال المغناطيسي هو القوة التي تؤثر على جسيم مشحون ، والمعادلة التي تحكم ذلك التفاعل هي قانون قوة لورنتز ، المعادلة الكاملة لقوة المجال الكهربائي هي E على B ، والمجال المغناطيسي والسرعة v الجسيم المشحون كل ذلك يعطي من خلال :

  • يتم إنتاج المجالات المغناطيسية عن طريق تحريك الجسيمات المشحونة ، والتي تعرف باسم غالبًا التيار الكهربائي ، حيث أن المصادر الشائعة للمجالات المغناطيسية من التيار الكهربائي ، هي المغناطيسات الكهربائية ، مثل سلك بسيط وسلك في حلقة .
  • ينتج المجال المغناطيسي للأرض أيضًا عن تحريك الجسيمات المشحونة في اللب ، وعلى الرغم من ذلك لا يبدو أن تلك المغناطيسات الموجودة على الثلاجة تحتوي على أي تيارات متدفقة ، أو مصادر طاقة .
  • تميل المواد المغناطيسية الحديدية إلى الحصول على درجة عالية من ترتيب المجال في شكلها الطبيعي ، والذي يمكن بسهولة محاذاة بالكامل بواسطة مجال مغناطيسي خارجي .
  • تميل المغناطيسات المغناطيسية إلى أن تكون مغناطيسية ، عندما توجد في الطبيعة ، وتحتفظ بسهولة بخصائصها المغناطيسية .
  • تتشابه المواد المغناطيسية فيما بينها ، وقد تنتج مجال مغناطيسي عندما توجد في الطبيعة ، ولكنها تستجيب للمجالات الخارجية بشكل مختلف . [2]

هل المغناطيسات الكبيرة لديها قوة مغناطيسية قوية

تتكون المغناطيسات الدائمة من مجالات مغناطيسية محاذاة بشكل عشوائي حيث انه داخل كل مجال ، يوجد هناك درجة معينة من الترتيب مما يخلق مجال مغناطيسي .

قد ينتج ذلك عن تفاعل جميع المجالات في قطعة واحدة من المادة المغناطيسية المجال المغناطيسي الكلي أو الصافي للمغناطيس ، حيث إذا تمت محاذاة المجالات بشكل عشوائي ، فمن المحتمل أن يكون هناك مجال مغناطيسي صغير جدًا .

إذا تم تقريب مجال مغناطيسي خارجي من المغناطيس غير المنظم ، فسوف تبدأ المجالات في المحاذاة ستؤثر مسافة مجال المحاذاة إلى المجالات على المحاذاة الكلية ، وبالتالي على صافي المجال المغناطيسي الناتج .

يمكن أن يساعد ترك مادة مغناطيسية في مجال مغناطيسي خارجي لفترة طويلة من الزمن في إكمال الطلب ، وزيادة المجال المغناطيسي المنتج ، وبالمثل يمكن تقليل المجال المغناطيسي الصافي للمغناطيس الدائم عن طريق جلب العديد من المجالات المغناطيسية العشوائية ، أو المتداخلة .

يؤثر حجم المغناطيس على قوته ، وذلك تعتبر القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك يمر به تيار أن حجم المغناطيس يعني أن هناك عدد أكبر بشكل نسبي من المجالات التي يمكنها محاذاة ، وإنتاج مجال مغناطيسي أقوى من قطعة أصغر من نفس المادة . [4] 

ماذا تعرف عن المغناطيس الكهربائي

هو يعتبر فئة مختلفة من المغناطيسات ، وهو عبارة عن مغناطيسات يمكن تشغيلها ، وإيقافها حيث أن المغناطيس الكهربائي الأكثر شيوعًا ، والمستخدم في التطبيقات الصناعية المختلفة ، وهو الملف اللولبي .

حيث أن ذلك الملف اللولبي ، هو عبارة عن سلسلة من الحلقات الحالية والتي ينتج عنها مجال موحد في مركز الحلقات ، وذلك يرجع إلى حقيقة أن كل حلقة تيار فردية تخلق مجال مغناطيسي دائري حول السلك .

يتم تحديد اتجاه المجال المغناطيسي من خلال قاعدة اليد اليمنى ، واتجاه تدفق التيار ، وبالتالي يمكن عكس اتجاه التيار عن طريق عكس اتجاه التيار .

من السهل ملاحظة أنه يمكن تعديل قوة الملف اللولبي بطريقتين أساسيتين ، حيث يمكن زيادة التيار عبر الملف اللولبي ، حيث أن العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي ، يمكن أن تعمل على زيادة التيار بشكل تعسفي فقد تكون هناك قيود على مصدر الطاقة ، أو مقاومة الدائرة . [4]

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق