مفهوم المجال المغناطيسي

فقبل ذكر ما هي العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي ؟ يجب أن نقول إن قوة المجال المغناطيسي ، قد تتأثر بالكثير من العوامل المختلفة فأما أن تكون العوامل المؤثرة مرتبطة في التغييرات الخارجية ، أو مرتبطة بآلية التصنيع الداخلية .

فإن اختلاف الملفات التي يتم استخدامها في عملية التصنيع هي من أكثر العوامل التي تؤثر على المجال ، وذلك بسبب اختلاف أطوال أقطارها نضيف إلى ذلك الطريقة التي يتم استخدام الملفات في عملية اللف ، حيث هي من بين تلك العوامل التي قد تؤثر على شدة المجال المغناطيسي الذي يتولد حول الملف اللولبي ، و

القوة المغناطيسية المؤثرة على سلك يمر به تيار

.

ومفهوم المجال المغناطيسي ، هو عبارة عن المنطقة التي تتأثر بقوة جذب المغناطيس مع قوة التيار الكهربائي ، ويمكن توضيح هذا عن طريق توزيع القوة ثم القيام بإدخال المغناطيسية التي قد تحتوي على زوج ، يختلف عن الأقطاب الكهربائية وذلك حتى يتم تحقيق عوامل تقوم بجذب الأجسام المتعددة. [1]

شدة المجال المغناطيسي داخل ملف لولبي

هناك الكثير من القوانين والنماذج العلمية في كتب الفيزياء التي قدمها العلماء عن الملف اللولبي المجال المغناطيسي ، حيث إن هؤلاء العلماء العظماء ساهموا في إيصال كافة العناصر العلمية التي تحتاج إلى شرح ، وإذاعة من قبل المختصين بهدف إيصالها لكافة الأفراد الباحثين عن حل للإجابة عن سؤال العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي ؟ فعلم الفيزياء يشمل على الكثير من المصطلحات العلمية الهامة ، ومن هذه المصطلحات كان مصطلح المجال المغناطيسي حيث يتم تعريف على العوامل التي تزيد من شدة المجال المغناطيسي لملف حلزوني ، بأنه هو الوصف لتوزيع القوة المغناطيسية ، وهناك الكثير من الأسئلة في مادة الفيزياء في الكتب العلمية والدراسية .

فشدة المجال المغناطيسي داخل ملف لولبي هي ما يلي :

فشدة المجال المغناطيسي ، هي أي جزء من المجال المغناطيسي ينشأ في مادة بفعل تيار خارجي وليس جَوْهَرِيًّا للمادة ذاتها ، ويتم التعبير عن شدة المجال المغناطيسي على أنه المتجه H و

تقاس شدة المجال المغناطيسي بوحدة

الأمبير لكل متر ، أو بوحدة تسمى تسلا ، وتكون معادلة شدة المجال المغناطيسي على النحو الآتي :

H = B / μ – M حيث أن :

B: هي كثافة التدفق المغناطيسي ، وهي مقياس للمجال المغناطيسي الفعلي داخل مادة تعتبر تركيزًا لخطوط المجال المغناطيسي ، أو التدفق لكل وحدة مساحة المقطع العرضي .

μ: هي النفاذية المغناطيسية .

M: جاذبية المغناطيس .

ويمكن اعتبار المجال المغناطيسي H على أنه المجال المغناطيسي الناتج عن ، تدفق التيار في الأسلاك ، أما المجال المغناطيسي B ، فيمكن اعتباره المجال المغناطيسي الكلي ، بما في ذلك أيضًا مساهمة M التي قدمت الخصائص المغناطيسية للمواد في المجال ، وعندما يتدفق تيار في سلك ملفوف على أسطوانة من الحديد الناعم يكون مجال المغناطيس H ضعيفًا ، لغاية لكن متوسط المجال المغناطيسي الفعلي (B) ، داخل الحديد قد يكون أقوى بآلاف المرات ، لأن B يتم تعزيزه بشكل أكبر من خلال محاذاة عدد لا يحصى من المغناطيسات الذرية الطبيعية الصغيرة للحديد في اتجاه المجال . [2]

العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي

العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي و

العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي

هي كالتالي:

عدد اللفات : يتكون المغناطيس الكهربائي من لفائف من الأسلاك ملفوفة حول قلب معدني ، وعادة ما تكون من الحديد ومتصلة ببطارية ، وعندما يتحرك التيار الكهربائي حول حلقات الملف ، فإنه يولد مجالًا مِغْنَاطِيسِيًّا ، مثل مجال مغناطيس قضيب صغير ، ولها قطب شمالي على جانب واحد من الحلقة ، وقطب جنوبي على الجانب الآخر ، لأن الملف مصنوع من سلك واحد متصل فإن الحقول المغناطيسية ، لكل حلقة تتكدس ، مما يخلق شيئًا مثل مغناطيس قضيب كبير ، وتتمثل إحدى طرق زيادة ، أو تقليل قوة المجال المغناطيسي في تغيير عدد الحلقات في الملف ، وكلما أضفت حلقات أكثر ، وأيضا كلما أصبح الحقل أقوى ، وكلما قمت بإزالة حلقات أكثر سيصبح الحقل أضعف .
النواة المعدنية : يعمل المعدن الموجود داخل الملف على تكبير المجال الذي ، تم إنشاؤه بواسطته ، وسيؤدي تغيير اللب المعدني لمعدن مختلف إلى جعل المغناطيس الكهربائي أقوى ، أو أضعف ، والنوى الحديدية تصنع مجالات قوية جِدًّا من النوى الفولاذية ، فتجعل الحقول أضعف ، وتصنع نوى النيوديميوم أقوى الحقول ، وسيؤدي تحريك القلب جُزْئِيًّا خارج الملف إلى إضعاف الحقل ، وهذا لوجود كمية أقل من المعدن بداخله .
تيار البطارية : سيؤدي تغيير كمية التيار المتدفق عبر المغناطيس الكهربائي إلى تغيير المجال الذي ينتجه ، فكلما زاد التيار في الملف وزاد المجال المغناطيسي للنمو ، وعلى العكس من ذلك يؤدي خفض جهد البطارية إلى تقليل التيار ، وإضعاف المجال ، ورغم هذا فإن هذه الحقيقة لها جانب من التعقيد ، هي عندما تزيد التيار تصبح الأسلاك المغناطيسية أكثر سخونة ، وربما تقلى العزل الكهربائي الدقيق الذي لا يمكن للمغناطيس العمل بدونه .
حجم السلك: على الرغم من أن الأسلاك المعدنية هي موصلات فعالة جدا للكهرباء ، إلا أنها لا تزال تتمتع ببعض المقاومة لتدفق التيار ، وسيؤدي استخدام مقاييس أكبر من الأسلاك على الملف إلى تقليل هذه المقاومة الفطرية وسيؤدي أيضا إلى زيادة التيار ، وبالتالي المجال وسيؤدي استخدام مقاييس أصغر إلى زيادة المقاومة ، وتقليل التيار وإضعاف المجال ، مما يؤثر على استخدام أنواع مختلفة من الأسلاك المعدنية ، وعلى شدة المجال لأن كل معدن له مقاومة متأصلة مختلفة للتيار . [3]

ما العوامل التي لا تؤثر في مقدار المجال المغناطيسي لملف لولبي؟

العوامل التي لا تؤثر في مقدار المجال المغناطيسي لملف لولبي ، هي

مساحة وطول مقطع السلك المستخدم لتوصيل الكهرباء عامل ، لا يؤثر أبدا في مقدار المجال المغناطيسي لملف لولبي . [4]

تعتبر المغناطيسات مهمة بشكل كبير للمولدات الكهربائية ، وذلك لأن تدوير المغناطيس بالقرب من ملف الأسلاك ينتج الكهرباء ، فعلى سبيل المثال يتم استخدام توربينات الرياح لتدوير المغناطيس ، والمرفق الكهرومائي يمكنه فعل الشيء نفسه ، ولكن بقوة الماء المتحرك .