كيف تستدل على وجود مجال مغناطيسي، يمكن لنا في بداية هذا المقال بأن نتحدث بأن يعتبر علم الفيزياء هو من ضمن ابرز العلوم الطبيعية التي تعتبر انها هامة للغايه، حيث ان القوة المنغناطسية هي من ضمن ابرز الدروس التي تعد انها لها الاهتمام الكبير، ومن خلال هذا المقال سوف نتعرف على جميع ما هو متعلق بهذا الموضوع الهام وسوف نضع لكم هذه التفاصيل بين ايدكم.
المجال المغناطيسي
يُقصد بالمجال المغناطيسي القوة المغناطيسية التي تنشأ بالقرب من جسم مغناطيسي أو كائن متصل بتيار كهربائي يمر عبره، وبعبارات مبسطة يمكننا القول أن المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس، حيث يتواجد على أنواع معينة من المواد، مثل تأثيرها على إبرة البوصلة، والتي تدور حتمًا باتجاه مركز المجال المغناطيسي طالما أن البوصلة في مجالها المغناطيسي، مما يعني أن الجسيمات المشحونة تتحرك بالفعل بسبب تأثرها بالمجال المغناطيسي، وبالتالي يمكننا أن نفترض أن القوة الناتجة عن حركة الشحنات الكهربائية في الأسلاك داخل المجال المغناطيسي هي التفسير العلمي لدوران المحركات الكهربائية.
كيف تستدل على وجود مجال مغناطيسي
يمكننا أن نلاحظ توزيع المجال المغناطيسي عن طريق رش القليل من برادة الحديد إما على ورقة موضوعة على شريط مغناطيسي، أو ورقة مقطوعة بسلك متصل بتيار كهربائي. وتتشكل التيارات، حيث يكون الجزء الخارجي تتدفق التيارات من الشمال إلى الجنوب، على عكس التيارات الداخلية التي تسير في الاتجاه المعاكس، ويمكن إنشاء مجال مغناطيسي عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر سلك، وتشكيل دوائر مغناطيسية حول السلك ومركزه هو السلك نفسه. يمكن للتيار الكهربائي أن يخلق مجالًا مغناطيسيًا والعكس صحيح، لكن كيف نعرف اتجاهه
أكدت التجارب أن اليد اليمنى تساعد في المحلول. فعندما تستقر راحة اليد اليمنى على قاعدتها، يكون اتجاه الإبهام هو اتجاه التيار الكهربائي، بينما يشير اتجاه المجال المغناطيسي إلى باقي الإصبع يمكن التحكم بالمجال المغناطيسي، لذلك نقوم بزيادته بزيادة التيار الكهربائي الذي يتجه من الشمال إلى الجنوب.
ما هي خطوط المجال المغناطيسي
خطوط المجال المغناطيسي هي خطوط تخيلية يمكن من خلالها اشتقاق الرسم البياني للمجال المغناطيسي. وقد عرّفها الفيزيائيون على أنها خط وهمي يتتبع مسار حركة وحدة القطب الشمالي الافتراضية للمغناطيس، مما يسمح لنا برؤية خروج التيار من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ودخوله من الخارج للمغناطيس من جانبه الجنوبي إلى جانبه الشمالي.
قم بتسمية خصائص خطوط المجال المغناطيسي
لكل مجال مغناطيسي العديد من الخصائص التي يمكن للباحث ملاحظتها بسهولة من خلال التجارب البسيطة، ويمكن تلخيص هذه الخصائص على النحو التالي
- تتكاثف الخطوط الوهمية حول القطبين وتنخفض في باقي المناطق بسبب الاختلاف في القوة المغناطيسية، وكلما اقتربنا من القطبين، كانت أقوى.
- يتناسب عدد خطوط المجال المغناطيسي طرديًا مع قوة المجال المغناطيسي.
- إنها خطوط مغلقة (أي مغلقة)، بمعنى أنها تمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي، ولا يمكن أن يكون هناك مجال مغناطيسي لقطب واحد، على عكس التيار الكهربائي حيث توجد الشحنة الكهربائية وحدها.
- يجب ألا تتقاطع هذه الخطوط، وإذا تقاطعت، فهذا يعني أن المغناطيس يحتوي على أكثر من مجال، وهو أمر غير مقبول عمليًا.
- يختلف اتجاه المجال المغناطيسي حسب اتجاه خطوطه، يمكن أن يكون منحنيًا أو مستقيمًا.
- قيمة التدفق المغناطيسي داخل المنطقة المغلقة هي صفر لأن عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق المنطقة المغلقة من الداخل إلى الخارج تساوي بأي حال عددها من الخارج إلى الداخل.
قانون المجال المغناطيسي
تعني قوة المجال المغناطيسي القوة المؤثرة على جسيم يحمل شحنة كهربائية، لذلك نقسمها على ناتج سرعة الجسيم اللحظية، وحجم الشحنة الكهربائية وقوة المجال المغناطيسي، والتي يمكن قياسها باستخدام جهاز يسمى Jossmeter لأن الصيغة الرياضية للقانون هي كما يلي
شدة المجال المغناطيسي = القوة المغناطيسية المؤثرة على الجزيء ÷ (السرعة اللحظية للجسيم المشحون x مقدار الشحنة الكهربائية)، ولكل من هذه المفاهيم وحدتها القياسية الخاصة بها، على النحو التالي
شدة المجال المغناطيسي ورمزها (ب) = وحدات تسلا ورمزها (ر) القوة المغناطيسية المؤثرة على الجزيء ورمزها (و) = وحدات نيوتن ورمزها (ن). السرعة اللحظية للجسيم المشحون هي (v) = وحدته متر / ثانية ورمزه (م / ث). حجم الشحنة الكهربائية ورمزها (q) = وحدتها هي الكولوم ورمزها (ج). وهكذا أصبحت معادلته الرياضية على النحو التالي (ب = و / (ف * ت).
لماذا يسمى أقطاب المغناطيس الشمال والجنوب
يرى الفيزيائيون الأرض كمغناطيس كبير بقطبين، قطب شمالي وقطب جنوبي، وبما أن أقطاب الشحنات المختلفة تجتذب بعضها البعض، نجد أنه إذا علقنا مغناطيسًا صناعيًا بحرية، فإن نهايته الحرة ستواجه المغناطيس شمالًا، ويعرف بالقطب الشمالي على الأرض، ومن هنا يسمى الجانب الذي يواجه الشمال بالقطب الشمالي، بينما يسمى الجانب الآخر الذي يؤدي إلى القطب الجغرافي الجنوبي بالقطب الجنوبي.
الخواص المغناطيسية
للمغناطيس العديد من الخصائص التي يمكن استخدامها في حياتنا اليومية على النحو التالي
- المغناطيس له قطب شمالي وجنوبي وسيشير بالتأكيد إلى الشمال عند تعليقه بحرية.
- الأقطاب هي المراكز الرئيسية التي تتراكم فيها القوة المغناطيسية.
- قطبي المغناطيس لهما شحنات مختلفة. لذلك إذا كانت هناك أعمدة ذات شحنات مختلفة، فسوف تجذب بعضها البعض، وإذا كانت شحنات القطبين متشابهة، فسوف تتنافر.
- إذا تم قطع المغناطيس، فسيكون لكل قطعة قطبين، حتى لو كانا بأحجام مختلفة، ولا يمكن أن يكون هناك مغناطيس عملي بقطب واحد.
المغناطيس المستخدم
دخلت المغناطيسات في جميع مناحي الحياة واليوم نجدها في الأجهزة الإلكترونية ولها استخدامات مختلفة في المنزل والطب الحديث وما إلى ذلك فيما يلي بعض الاستخدامات الأكثر شيوعًا للمغناطيس بما في ذلك
- وتشارك في تصنيع المولدات الكهربائية والمحركات الميكانيكية.
- الدخول في صناعة الجرس.
- ساهم مبدأ التنافر والجذب في تطوير صناعات ومشاريع السكك الحديدية والقطارات.
- تساعد المغناطيسات بائع الحلوى في فتح بعض أنواع العلب.
- دخل المغناطيس عالم الرافعات الضخمة في الموانئ البحرية وغيرها.
- يساعد في تحديد الاتجاه من خلال تحديد الشمال المغناطيسي باستخدام البوصلة.
بالتالي؛ بمعرفتنا بالاستخدامات العامة للمغناطيس، أنت وأنا مستعدون لإكمال موضوع بحثنا بعنوان كيف تستنتج وجود مجال مغناطيسي تعلمنا من خلال فقراته أهمية المجال المغناطيسي وقانون حساب قوته وخصائصه.