وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي , مما لا شك فيه أن هذا الموضوع من أهم وأفضل الموضوعات التي يمكن أن أتحدث عنها اليوم، حيث أنه موضوع شيق ويتناول نقاط حيوية، تخص كل فرد في المجتمع، وأتمنى من الله عز وجل أن يوفقني في عرض جميع النقاط والعناصر التي تتعلق بهذا الموضوع.
تعتبر وحدة قياس قوة المجال المغناطيسي والمغناطيس وعمله من أكثر الأشياء التي نستخدمها بشكل يومي في حياتنا العادية دون معرفة مسبقة بذلك ، خاصة في أجهزة المطبخ مثل مثل ثلاجات أو مراوح ، أو أجهزة راديو كلاسيكية ومكبرات صوت وحتى محركات تعمل على الكهرباء ، لذلك يهتم العلماء بدراستها وقياس شدتها.
ما هو المجال المغناطيسي
في الفيزياء ، المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بمادة مغناطيسية أو شحنة كهربائية متحركة تعمل فيها قوة المغناطيسية ، والمجال المغناطيسي هو مجال متجه بالقرب من مغناطيس أو تيار كهربائي أو مجال كهربائي متغير حيث يمكن ملاحظة القوى المغناطيسية ، وينتج المجال المغناطيسي عن طريق تحريك الشحنات واللحظات الكهربائية. ومكونان للقوة الكهرومغناطيسية ، وهي إحدى القوى الأساسية الأربعة للطبيعة ، وهناك طريقة أخرى ، يعمل من خلالها المغناطيس الدائم على أساس حركة الإلكترونات حول النواة.[1]
تستخدم برادة الحديد للإشارة إلى الحقول التالية:
وحدة شدة المجال المغناطيسي
يتم تمثيل شدة المجال المغناطيسي على أنها متجه H ، ويتم تعريفها على أنها نسبة MMF اللازمة لإنشاء كثافة تدفق معينة B داخل مادة معينة لكل وحدة طول من تلك المادة. تُقاس شدة المجال المغناطيسي بالأمبير / متر ، وفي النظام الدولي للوحدات ، الوحدة قياس شدة المجال المغناطيسي هي تسلا ، ويُرمز لها بـ T ، وتُعرَّف تسلا بأنها قوة المجال التي تولد نيوتنًا واحدًا من القوة لكل أمبير من التيار لكل متر الموصل.[1]
العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي
هناك عدة عوامل تؤثر على قوة المجال المغناطيسي والتي تتمثل بعدة كميات يجب التعامل معها في القياس وهي:[1]
- القوة المغناطيسية: هي مقدار شدة المجال المغناطيسي والتي تشبه الجهد الكهربائي في القوة الدافعة الكهربائية.
- تدفق المجال: هو مقدار تأثير المجال الكلي ، أو مادة المجال المغناطيسي.
- شدة المجال: مقدار شدة المجال mmf ، الموزعة على طول المغناطيس الكهربائي ، والتي يشار إليها أحيانًا باسم القوة الممغنطة
- كثافة التدفق: مقدار تدفق مجال مغناطيسي مركّز في منطقة معينة.
- الممانعة: مقاومة تدفق مجال مغناطيسي عبر حجم معين من الفضاء أو المادة ، على غرار المقاومة الكهربائية.
- النفاذية: هي المقياس المحدد لقبول المادة للتدفق المغناطيسي ، وتعني النفاذية الأكبر مرورًا أسهل للتدفق المغناطيسي ، في حين أن المقاومة النوعية الأكبر تعني مرورًا أكثر صعوبة للتيار الكهربائي.
ما هو قانون شدة المجال المغناطيسي؟
شدة المجال المغناطيسي هي جزء من المجال المغناطيسي في مادة ينشأ من تيار خارجي وليست جوهرية للمادة نفسها ، ويُعبر عنها بالمتجه H ، وتُقاس بوحدات الأمبيرات لكل متر ، لذلك تُعطى المعادلة الحسابية بالصيغة:[2]
- H = B / μ – M
حيث B هي كثافة التدفق المغناطيسي ، وهي مقياس للحقل المغناطيسي الفعلي داخل مادة تركيز خطوط المجال المغناطيسي ، أو التدفق لكل وحدة مساحة المقطع العرضي ، و μ هي النفاذية المغناطيسية ، و M هي المغنطة.
قوة المجال المغناطيسي للأرض
يتم إنشاء المجال المغناطيسي للأرض في أعماق باطن الأرض ، حيث يولد تدفق الحديد السائل في مركز الأرض تيارًا كهربائيًا ينتج مجالات مغناطيسية ، كما أن المعادن المشحونة التي تمر عبر هذه الحقول تخلق تياراتها الكهربائية الخاصة ، لذلك تستمر الدورة ، وتعرف الحلقة ذاتية الاستدامة باسم الجيودينامو ، وبسبب الارتفاع المفاجئ الحلزوني الذي تسببه قوة كوريوليس التي تحدث في الأرض ، تصطف الحقول المغناطيسية المنفصلة في نفس الاتجاه ، والتأثير المشترك لـ تنتج المجالات المغناطيسية مجالًا مغناطيسيًا واسعًا يبتلع الكوكب.[2]
خصائص المغناطيس
يتكون المغناطيس من مادة مغناطيسية ، وللمغناطيس خصائص مهمة معينة ، من أهمها:[3]
- خاصية جذابة: المغناطيس يجذب المواد المغناطيسية مثل الحديد والكوبالت والنيكل.
- التنافر والجاذبية: الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر ، بينما الأقطاب المختلفة تجتذب بعضها البعض.
- ميزة الاتجاه: يشير المغناطيس المعلق بحرية دائمًا في اتجاه الشمال والجنوب.
- القطب: تُعرف نهايات المغناطيس بالقطبين ، وتوجد دائمًا الأقطاب المغناطيسية في أزواج.
- القوة: تكون القوة المغناطيسية بين مغناطيسين أكبر عندما تكون المسافة بين هذين المغناطيسين أقل
أنواع المغناطيس
يختلف نوع المغناطيس باختلاف نوع استخدامه ، وهذا يأتي من خواصه الفيزيائية أيضًا ، ومن أهم أنواعه:[3]
- المغناطيس الدائم: هي أجسام مصنوعة من مادة مغناطيسية ، وتنتج مجالات مغناطيسية مستمرة. تشمل الأمثلة اليومية مغناطيس الثلاجة الذي يغلق الإغلاق ويمنع خروج البرد.
- المغناطيسية الحديدية: وهي مصممة من مادة يسهل تمغنطها وتنجذب بشدة للمغناطيسات ، مثل الحديد أو النيكل ، وعادة ما تستخدم في التجارب.
- المغناطيس الكهربائي: الذي يصبح ممغنطًا فقط عندما يتدفق فيه تيار كهربائي ، ويصبح غير فعال عندما ينقطع التيار.
استخدامات المغناطيس
تشمل تطبيقات المغناطيس العديد من الأجهزة مثل المحرك الكهربائي وجرس الباب والمروحة والغسالة والتلفزيون والمولد وأنواع مختلفة من الألعاب. يتم استخدامه للتمييز بين المعادن ، وتشمل خصائصه أيضًا جاذبيته للحديد والنيكل والكوبالت.[3]
طرق مغنطة الأظافر الحديدية
ثلاثة من أهم هذه الطرق هي:[4]
- تتضمن أسرع طريقة لمغنطة الظفر إنشاء اتصال طويل الأمد بمغناطيس دائم ذو قوة كافية ، ومن أجل الحصول على مسمار ممغنط بشكل دائم ، نحتاج إلى الاتصال الدائم بالمغناطيس لمدة شهر على الأقل.
- ينتج عن فرك المسمار بمغناطيس دائم مغناطيسية أقوى وأكثر ديمومة ، ولكن يجب أن يضرب قطب واحد فقط من المغناطيس المسمار من طرف إلى آخر في اتجاه واحد ، ويجب رفع المغناطيس تمامًا عن المسمار بعد كل ضربة قبل البدء في اليوم التالي.
- بواسطة البطاريات والأسلاك ، التي تستخدم الكهرومغناطيسية ، وتتطلب طولًا من الأسلاك النحاسية المعزولة ، وبعض الكماشة ، وبطارية أو سلسلة من البطاريات مرتبطة ببعضها البعض.
إذا كانت أقطاب المغناطيس مختلفة ، فإن ذلك يحدث بينهما
كيفية إزالة مغناطيسية المعادن
إزالة المغناطيس من المعادن سهل مقارنة بالمعادن الممغنطة ، ويمكن القيام به بعدة طرق ، أهمها إزالة سبب المغنطة ، مثل قطع التيار الكهربائي إذا كان المغناطيس كهربائيًا ، وهو ما يقتل ببساطة المغناطيس. أو بضرب القطعة المعدنية على سطح صلب ، أو إسقاطها على الأرض ، وهز الذرات المقابلة بتأثير حاد ، وإزالة مغناطيسية القطعة.[4]
بهذا نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي ، والذي تعلمنا من خلاله ما هو المجال المغناطيسي ، ووحدة قياس شدته ، والعوامل التي تؤثر على هذه الشدة وما هو قانونه كما علمنا عن المغناطيس وخصائصه وأنواعه واستخداماته.
خاتمة لموضوعنا وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي ,وفي نهاية الموضوع، أتمنى من الله تعالى أن أكون قد استطعت توضيح كافة الجوانب التي تتعلق بهذا الموضوع، وأن أكون قدمت معلومات مفيدة وقيمة.