وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي
معنى كلمة المغناطيس
المغناطيس هو كل ما يُحاط بمجال مغناطيسي ثابت ، ويظهر تأثير المجال المغناطيسي الذي يُنتجه المغناطيس عند اقترابه من مادة أُخرى ذات مجال مغناطيسي مختلف ، لكنه لا يُرى بالعين المجردة ، ويتحرك هذا المجال من القطب الشمالي للمغناطيس إلى القطب الجنوبي من المغناطيس ذاته أي من الشحنات الموجبة إلى الشحنات السالبة لتُشكل حلقات محكمة الإغلاق .
ويُمكن القول إن المجال المغناطيسي مشابه للكهرباء بطريقة ، أو أُخرى حيث يوجد شحنة موجبة ، وشحنة سالبة في الكهرباء ، والتي تتشابه مع المجال المغناطيسي بوجود قطب موجب ، وآخر سالب ، وكذلك طريقة التجاذب والتنافر فيما بين الأقطاب ، أو الشحنات متشابهة ، حيث تتنافر الأقطاب ، أو الشحنات المتشابهة وتتجاذب الأقطاب ، أو الشحنات المختلفة .
كما أن كل من المجال المغناطيسي والكهرباء كميات متجهة تمتلك مقدار واتجاه وليست كميات قياسية ، وهناك وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي ، وهناك أيضا
العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي
. [1]
وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي
وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي ، حيث يتم حساب قوة المغناطيس الكهربائية إمّا عن طريق تطبيق قانون أمبير ، أو من خلال تطبيق قانون بيوت سافارد ويتم قياس قوة المغناطيس بوحدة التسلا ، ومن خلال الجدول التالي يُمكن معرفة جميع وحدات القياس المتعلقة بالمغناطيس :
- كثافة التدفق المغناطيسي B تسلا .
- التدفق المغناطيسي Φويبر .
- فرق الجهد المغناطيسي .
- والقوة المغناطيسية أمبير .
- قوة المجال المغناطيسي ، أو قوة المغنطة أمبير لكل متر .
- العزم المغناطيسي أمبير مربع. [1]
- تعتبر شدة المجال المغناطيسي جزء من المجال المغناطيسي في مادة تنشأ من تيار خارجي وليس جوهريًا للمادة نفسها ويتم التعبير عنه بوحدات الأمبير لكل متر، وتعتبر التسلا هي وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي .
خواص المغناطيس
خواص المغناطيس هي كالتالي :
- خاصية الجذب : يقوم المغناطيس بجذب المواد عالية المغناطيسية مثل الحديد ، والكوبلت ، والنيكل .
- خاصية التنافر : حيث تتنافر الأقطاب المتشابهة عن بعضها البعض وتتجاذب الأقطاب المتشابهة معاً .
- خاصية التوجيه : من المعروف أن المغناطيس الذي يتم تعليقه بشكل حر يُشير دائماً إلى اتجاه الشمال الجنوبي . [2]
أنواع المغناطيس
أنواع المغناطيس هي كالتالي :
-
المغناطيس الدائم : يكون المغناطيس الدائم كالسبائك المصنوعة من كل من الحديد ، والنيكل ، والكوبالت حيث يتميز هذا المغناطيس بمغنطته ، أو حفاظه على مجاله المغناطيسي لفترة طويلة جداً ، وتظهر حينها
العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي
.
- المغناطيس المؤقت : ويكون المغناطيس المؤقت كالحديد اللين ، أو كمشبك الورق ، حيث يتشابه مبدأ عمله مع المغناطيس الدائم معاً إلّا أن المغناطيس المؤقت يفقد مجاله المغناطيسي بسرعة .
- المغناطيس الكهربائي: يَتَكَوَّن هذا النوع من ملف يُحيط بقلب لُب حديدي من جميع الجهات ، ويتأثر هذا المغناطيس الكهربائي بكمية التيار الكهربائي الداخلة إليه ، حيث تتناسب قوة المجال المغناطيسي مع كمية التيار ، ويتم التعامل مع المغناطيس الكهربائي على أنه مغناطيس دائم عندما يوصَل بالتيار الكهربائي . [1]
طُرق مَغنطة مسمار حديدي
طُرق مَغنطة مسمار حديدي ، وهي كالتالي :
ملامسة المسمار للمغناطيس لفترة طويلة : حيث يجب أن يكون المغناطيس الذي يُلامس المسمار مغناطيس دائم ، وله مجال مغناطيسي قوي جداً ، وإذا كانت فترة الملامسة عِدّة أشهر ، فيُمكن أن يُصبح المسمار مغناطيساً دائماً .
فرك المسمار مع مغناطيس دائم : مع كل مرة يتم فرك المسمار مع المغناطيس تزيد مغنطة المسمار ، ويتطلب من المسمار 20 إلى 30 دورة فرك ، والفرك للأعلى ، وللأسفل ليُصبح مغناطيساً جيداً .
مغنطة المسمار باستخدام أسلاك وبطارية : لف المسمار بسلك ثم تعرية طرفي السلك ووصلهما مع البطارية ، وعندما يتدفق التيار الكهربائي عبر السلك يصل إلى المسمار ، مما يُسبب تكون مجال مغناطيسي ، وكلما زدنا عدد اللفات السلك حول المسمار ، كلما زادت قوة المجال المغناطيسي لذلك المسمار . [2]
كيفية إزالة مغنطة المعادن
إزالة مغنطة المعادن يُمكن إزالة خواص المغناطيس من المعادن ، أو إزالة مغنطة المعادن عن طريق ما كالتالي :
- القيام بإسقاط المعدن على الأرض من مسافة .
- القيام بضرب المعدن بمطرقة .
- إذا كان المغناطيس كهربائي يتم فصل التيار الكهربائي عنه . [1]
معلومات أخرى عن المغناطيس
- المغناطيس ، هو قضيب مغناطيسي مكتوب عليه القطبين الشمالي والجنوبي .
- المجال المغناطيسي لقضيب مغناطيسي مع اتجاه المجال من الشمال إلى الجنوب ، كما هو موضح بواسطة إبرة البوصلة .
- المغناطيس ، هو نوع من المواد التي تنتج مجالًا مِغْنَاطِيسِيًّا ، ويكون المجال المغناطيسي الناتج غير مرئي ، ولكن يمكن الشعور بآثاره بسهولة بالغة عند ملامسته للمواد المغناطيسية الأخرى .
-
المغناطيسات مهمة للمولدات الكهربائية ، لأن تدوير المغناطيس بالقرب من ملف من الأسلاك ينتج الكهرباء ، و
القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك يمر به تيار
. - مثلا تستخدم توربينات الرياح لتدوير المغناطيس ، والمرفق الكهرومائي يفعل الشيء نفسه ، ولكن بقوة الماء المتحرك. [3]
مميزات المغناطيس
مميزات المغناطيس بما يلي :
- يتميز المغناطيس بقطبيه الشمال والجنوب ، وتخلق هذه الأقطاب حقلاً مِغْنَاطِيسِيًّا يتدفق من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي .
- إن إبرة البوصلة ، هي في الواقع مغناطيس دائم وتوجه نفسها بشكل طبيعي لتتماشى مع أي مجال مغناطيسي .
- تغيير تحرك المجالات المغناطيسية يخلق تيارًا كَهْرَبَائِيًّا بالقرب من حلقات الأسلاك. [4]
أنواع المغناطيس
هناك 4 أنواع من المغناطيس :
- المغناطيس الدائم : وهو الذي يُطلق عليه عادةً اسم المغناطيس الحديدي وهو صنع من مواد لا تفقد مغناطيسيتها بسهولة بمجرد أن تصبح ممغنطة .
- المغناطيس الصلب : يمكن مغنطة المواد عن طريق ملامستها لمجال مغناطيسي خارجي ويمكن تسريع هذه العملية عن طريق التسخين ، أولاً ثم تبريد المادة ، ويشار إلى هذه المواد أيضًا بالمغناطيس الصلب .
- المغناطيسات الناعمة : وغالبًا ما تستخدم المغناطيسات الدائمة في توربينات الرياح ومن السهل جِدًّا مغناطيس المغناطيسات المؤقتة عن طريق مجال خارجي ، ولكنها تميل إلى فقد مغناطيسيتها تدريجياً بمرور الوقت ، وتعرف هذه المغناطيسات باسم بالمغناطيسات الناعمة .
- المغناطيسات الكهربائية : عبارة عن مغناطيسات قوية جِدًّا وتستخدم في أجهزة ، مثل أجهزة الكمبيوتر ، وأجهزة التلفزيون ، والمحركات ، حيث يتم تصنيعها عن طريق وضع قلب معدني داخل ملف من الأسلاك يحمل تيارًا كَهْرَبَائِيًّا وتنتج الكهرباء التي تمر عبر السلك مجالًا مِغْنَاطِيسِيًّا أثناء تدفق التيار الكهربائي يعمل اللب كمغناطيس قوي .
- تستخدم المغناطيسات وخاصة نوع المغناطيسات الكهربائية في العديد من المولدات ومحطات الطاقة . [4]