مفهوم المجال المغناطيسي
قبل الحديث عن العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي للملف اللولبي، يجب التأكيد على أن قوة المجال المغناطيسي قد تتأثر بالعديد من العوامل المختلفة، سواء كانت هذه العوامل مرتبطة بالتغييرات الخارجية أو مرتبطة بالآلية الداخلية للتصنيع .
تعتبر اختلاف الملفات المستخدمة في عملية التصنيع من العوامل التي تؤثر بشكل كبير على المجال المغناطيسي المتولد حول الملف اللولبي، بسبب اختلاف أطوالها وأقطارها، بالإضافة إلى الطريقة التي يتم استخدام الملفات في عملية اللف
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.
شدة المجال المغناطيسي داخل ملف لولبي
هناك العديد من الأنظمة والمفاهيم العلمية في كتب الفيزياء التي تم تقديمها من قبل العلماء حول المجال المغناطيسي للملف اللولبي، حيث ساهم هؤلاء العلماء العظماء في نقل كل العناصر العلمية التي تحتاج إلى شرح وتوصيلها من قبل المختصين لجميع الأفراد الباحثين عن إجابات حول العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي للملف اللولبي. يشمل علم الفيزياء مصطلحات علمية هامة كثيرة، ومن بين هذه المصطلحات مصطلح المجال المغناطيسي الذي يعرف بأنه وصف لتوزيع القوة المغناطيسية. وهناك العديد من الأسئلة المتعلقة بموضوع الفيزياء في الكتب العلمية والمناهج الدراسية .
فشدة المجال المغناطيسي داخل ملف لولبي هي ما يلي :
شدة المجال المغناطيسي هي جزء من المجال المغناطيسي الذي ينشأ في مادة بفعل تيار خارجي وتقاس بوحدة الأمبير لكل متر أو بوحدة تسمى تسلا، ويتم التعبير عنها على أنها المتجه H وتكون معادلتها كالتالي
H = B / μ – M حيث أن :
B: تمثل كثافة التدفق المغناطيسي مقياسًا للمجال المغناطيسي الفعلي داخل المادة، وهي تشير إلى تركيز خطوط المجال المغناطيسي أو التدفق في وحدة مساحة مقطع عرضي .
μ: هي النفاذية المغناطيسية .
M: جاذبية المغناطيس .
يمكن اعتبار المجال المغناطيسي H على أنه المجال المغناطيسي الناتج عن تدفق التيار في الأسلاك، ويمكن اعتبار المجال المغناطيسي B باعتباره المجال المغناطيسي الكلي، والذي يتضمن مساهمة M التي تعزز الخصائص المغناطيسية للمواد في المجال. وعندما يتدفق التيار في سلك ملفوف على أسطوانة من الحديد الناعم، يكون مجال المغناطيس H ضعيفا، بينما قد يكون المجال المغناطيسي الفعلي (B) داخل الحديد أقوى بآلاف المرات، لأنه يتم تعزيزه بشكل أكبر من خلال محاذاة عدد لا يحصى من المغناطيسات الذرية الطبيعية الصغيرة للحديد في اتجاه المجال .
العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي
تتمثل العوامل المؤثرة في المجال المغناطيسي لملف لولبي في العوامل التالية: وتتمثل العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي في العوامل التالية:
- 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 جدا من النوى الفولاذية، مما يجعل الحقول أضعف، وتصنع نوى النيوديميوم أقوى الحقول، وسيؤدي تحريك القلب جزئيا خارج الملف إلى إضعاف الحقل، وذلك بسبب وجود كمية أقل من المعدن بداخله .
- تيار البطارية : تغيير كمية التيار المار عبر المغناطيس الكهربائي يؤدي إلى تغيير المجال المغناطيسي الناتج. عندما يزداد التيار في الملف، يزداد المجال المغناطيسي وعلى العكس، عند خفض جهد البطارية ينخفض التيار ويتحول المجال إلى ضعيف. ومع ذلك، هناك جانب معقد لهذه الحقيقة، حيث تصبح الأسلاك المغناطيسية أكثر سخونة عند زيادة التيار، وقد يتلف العزل الكهربائي الدقيق الذي يعمل عليه المغناطيس .
- 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 .
ما العوامل التي لا تؤثر في مقدار المجال المغناطيسي لملف لولبي؟
العوامل التي لا تؤثر على مستوى المجال المغناطيسي للملف اللولبي هي
لا يؤثر حجم المقطع والطول للسلك المستخدم في توصيل الكهرباء على المجال المغناطيسي للملف اللولبي بأي شكل من الأشكال .
تعد المغناطيسات مهمة بشكل كبير للمولدات الكهربائية، حيث يتم توليد الكهرباء بتدوير المغناطيس بالقرب من ملف الأسلاك، وعلى سبيل المثال، يتم استخدام توربينات الرياح لتدوير المغناطيس،ويمكن للمرفق الكهرومائي فعل نفس الشيء، ولكن باستخدام قوة الماء المتحرك .