بحث عن المجالات المغناطيسية

تعتبر الحقل أو المجال المغناطيسي صورة تستخدم لوصف كيفية توزيع القوة المغناطيسية في الفضاء حول شيء مغناطيسي. يتعرف معظمنا على القوة المغناطيسية في حياتنا اليومية وكيفية وجود أقطاب في المغناطيس. يمتلك المغناطيس زوجا من الأقطاب، الشمالية والجنوبية، حيث تنجذب الأقطاب المختلفة وتتنافر الأقطاب المتشابهة. مثال قريب على المجال المغناطيسي هو تأثير المجال المغناطيسي الأرضي على إبرة البوصلة المغناطيسية. يعد المجال المغناطيسي أساسا لعمل المحرك الكهربائي، حيث يتسبب في حركة الإلكترونات باتجاه معين لتكوين التيار الكهربائي .

أين يوجد المغناطيس

يعتبر الحديد المادة الرئيسية المستخدمة في المغناطيس الحديث، ويحتوي الفولاذ على نسبة عالية من الحديد، لذلك يمكن استخدامه في المغناطيسات أيضا.

يمكن أيضا إنشاء المغناطيس الكهربائي والمغناطيسية باستخدام الكهرباء ، من خلال لف سلك حول شريط حديدي وتشغيل التيار عبر السلك ، يمكن إنشاء مغناطيس قوي جدًا باستخدام ذلك ، وهذا ما يسمى بالكهرومغناطيسية ، ويمكن استخدام المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة المغانط الكهربائية في مجموعة متنوعة من التطبيقات .

تم إثبات أن الأجسام السماوية الأخرى لها حقول مغناطيسية خاصة بها، مثل المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، والحقل المغناطيسي للمشتري يعد أقوى بـ 14 مرة من حقل الأرض، مما يجعله أقوى حقل مغناطيسي لأي جسم كوكبي .

تمثيل خطوط المجال المغناطيسي

يتم وصف الحقل المغناطيسي رياضيًا كمجال متجه، حيث يمكن رسم هذا المجال المتجه كمجموعة من المتجهات المرسومة على شبكة، ويشير كل متجه إلى الاتجاه الذي تشير إليه البوصلة، ويكون له طول يتوقف على قوة القوة المغناطيسية .

خواص خطوط المجال المغناطيسي

خطوط المجال المغناطيسي لا تتقاطع أبدا .

تتجمع خطوط الحقل المغناطيسي بشكل طبيعي في المناطق التي يكون فيها المجال المغناطيسي هو الأقوى، وهذا يعني أن كثافة خطوط الحقل تشير إلى قوة الحقل المغناطيسي .

لا تنتهي خطوط المجال المغناطيسي في أي مكان، بل تشكل دائمًا حلقات مغلقة وتستمر داخل المادة المغناطيسية، على الرغم من أنه في بعض الأحيان لا يتم رسمها بهذه الطريقة.

نحتاج إلى وسيلة للإشارة إلى اتجاه الحقل. عادة، يتم ذلك عن طريق رسم رؤوس السهم على طول الخطوط. وفي بعض الأحيان، لا تكون هناك رؤوس سهم مرسومة ويجب إشارة الاتجاه بطريقة أخرى. لأسباب تاريخية، يتم تسمية القطبين “شمال” و”جنوب.” ومن المفترض أن تتحرك الخطوط من الشمال إلى الجنوب، وعادة ما يتم وضع علامات “N” و “S” على نهايتي مصدر الحقل المغناطيسي .

يمكن تصوّر خطوط المجال بسهولة تامة في العالم الحقيقي باستخدام قطعة حديد على سطح قريب من شيء مغناطيسي .

استخدامات المجال المغناطيسي

البوصلة

يستخدم البوصلة مغناطيسا لتوجيه الإبرة نحو القطب الشمالي، ولذلك يقال إن المغناطيس له قطب شمالي وجنوبي. يسمى الجانب الذي ينجذب ويوجه إلى الشمال القطب الشمالي، والجانب الآخر هو القطب الجنوبي. يمكن للأطفال التعرف بسهولة على مغناطيسات البوصلة عن طريق الإبرة والفلين ووعاء من الماء. يجب مغنطة الإبرة بفركها بمغناطيس قوي، ثم وضع الإبرة فوق الفلين في الماء، وسوف تشير إلى الشمال .

القطار المغناطيسي المعلق

يتم استخدام المغناطيسات الموجودة تحت السيارات في القطارات المعلقة لتطفو فوق المسارات المغناطيسية، وذلك بسبب انزياح المواد المغناطيسية بعضها عن بعض، وتستخدم هذه القطارات مغناطيسا فائق التوصيل وتستطيع السفر لمسافة تصل إلى 300 ميل في الساعة، وتستخدم في اليابان وتعمل حكومة الولايات المتحدة على جلب هذه التكنولوجيا إليها .

آلات البيع

تتم فصل العملات المعدنية وتصنيفها داخل آلات البيع الممغنطة، حيث تقوم تلك المغناطيسات بفرز العملات المعدنية لتحديد ما إذا كانت العملات حقيقية أم لا .

التثبيت

تستخدم المغناطيسات في العديد من الأغراض، ومن بين أهم استخداماتها لصق وتثبيت الأشياء معا. يمكن استخدام المغناطيسات لتعليق قوائم التسوق الورقية والإبلاغات على أبواب الثلاجة. تلتصق المغناطيسات بالورق على الباب بسبب قوة الجذب التي تنشأ بفعل المعدن الموجود في الباب. كما تساعد المغناطيسات في إبقاء أبواب الثلاجة مغلقة بفضل وجود المغناطيس في إطارات الأبواب .

المحركات الكهربائية

يعد المغناطيس المسؤول عن عمل المحركات الكهربائية والمولدات الكهربائية، وبالتالي فإن حركة سلك معدني بالقرب من المغناطيس ستنتج الكهرباء. وتستخدم المولدات الكهربائية المصدر الحراري للبخار أو المياه المتدفقة أو أي مصدر آخر للطاقة لتدوير الأسلاك في مجال مغناطيسي وإنتاج الكهرباء .