- ما هو المغناطيس؟
- خصائص المغناطيس
- كيف يعمل المغناطيس؟
- أنواع المغناطيس
- المجال المغناطيسي للمغناطيس
- تطبيقات المغناطيس
نفسر ما هو المغناطيس ، وما هي خصائصه وكيف تعمل. بالإضافة إلى تصنيفها ومجالها المغناطيسي وتطبيقاتها.
ما هو المغناطيس؟
يُعرف المغناطيس بأنه جسم أي مادة قادرة على إنتاج مجال مغناطيسي والجذب نحو نفسه أو الانجذاب نحو مغناطيس آخر أو نحو أي جسم آخر من الحديد أو الكوبالت أو غيرهما المعادن مغنطيسية. إنها مادة ذات خصائص مغناطيسية حديدية طبيعية أو اصطناعية ، والتي تولد مجالًا مغناطيسيًا مستمرًا.
المغناطيسات هي بعض من أولى المظاهر التي أظهرهاكائن بشري اكتشف منالمغناطيسية، المعروف منذ العصور القديمة الكلاسيكية ولكن لم يفهم إلا في القرن التاسع عشر ، عندما أصبح معروفًا أن معظم العناصر ومجمعات سكنية أظهر معارفه مستوى معينًا من المغناطيسية.
خصائص المغناطيس
المغناطيسات عبارة عن أجسام تولد مجالًا مغناطيسيًا حولها موجهة بناءً على قطبين: سالب (جنوب) وإيجابي (شمال). تجذب هذه الأقطاب مع أضدادها (إيجابية - سلبية) لكنها تنفر أقرانها (إيجابي - إيجابي - سلبي - سلبي).يسمى الخط الذي يربط بين القطبين بالمحور المغناطيسي.
تظل الخصائص المغناطيسية للمغناطيس سليمة ما لم يتم تطبيق قوى مغناطيسية معاكسة عليها ، يتم زيادتها بواسطة درجة الحرارة (فوق Curie Temperature أو Curie Point ، تختلف حسب العنصر) ، أو إذا تعرضوا لضربات قوية أو من ارتفاع كبير. من ناحية أخرى ، يمكن نقل هذه الخصائص مؤقتًا إلى مادة حساسة ، عن طريق الاتصال (المغنطة).
كيف يعمل المغناطيس؟
مغناطيسية المغناطيس هي نتاج ترتيب معين للإلكترونات (الجسيمات دون الذرية سالبة الشحنة) التي تشكل المادة. هذه لها دوران جوهري حول محورها ، وهو ما يسمى الدوران. تولد الشحنات المتحركة مجالات مغناطيسية. لذلك ، فإن الإلكترونات الدوارة ، أي يتم شحنها في حركة، فإنها تولد أيضًا مجالًا مغناطيسيًا. مقدمة منطاقة على الموضوع (على سبيل المثال ، تطبيق المغناطيسية الشديدة من النوع المعاكس أو الحرارة التي ترفع درجة الحرارة كثيرًا) يدمر المغناطيسية ، لأنه يغير التوازن الدقيق للالإلكترونات.
في حالة المغناطيسات المستحثة (المواد الممغنطة) يكون التأثير مشابهًا: عند تعرضها لمجال مغناطيسي ملامس ، فإن إلكتروناتها ترتب نفسها في نفس الاتجاه وتعيد إنتاج المجال المغناطيسي لبعض الوقت.
أنواع المغناطيس
توجد ثلاثة أنواع من المغناطيسات مصنفة حسب طبيعتها في:
- مغناطيس طبيعي. تتكون بشكل عام من مخاليط المغنتيت (الأقمار الصناعية أو المورفوليت ، المكون من أكاسيد الحديديك) والمعادن الأرضية الأخرى ، يمتلك خصائص مغناطيسية بشكل طبيعي. توجد رواسب المغنتيت الرئيسية في السويد (فالون بمقاطعة دالارنا) والنرويج (أريندال) وفرنسا (بليستين ليه جريفز وبريتاني) والبرتغال (ساو بارتولومي ، نازاري).
- مغناطيس صناعي دائم. المواد الحساسة للمغناطيسية التي ، بعد حكها بالمغنتيت ، تكرر خصائصها المغناطيسية لفترة طويلة من الزمن حتى تفقدها في النهاية.
- مغناطيسات صناعية مؤقتة. المواد الحساسة مغناطيسيًا التي ، بعد فركها بالمغنتيت ، تكرر خصائصها المغناطيسية ، فقط لفترة زمنية قصيرة جدًا.
- مغناطيس كهربائي. وهي عبارة عن ملفات من الأسلاك يتم لفها حول قلب مغناطيسي مصنوع من مادة مغناطيسية مثل الحديد. من خلال لفائف يدور كهرباء، وتوليد أ الحقل الكهربائي ص مغناطيسي حولها. يركز اللب المغناطيسي الحديدي التدفق المغناطيسي ويصنع مغناطيسًا أقوى. تستمر هذه الظاهرة فقط ما دامت الكهرباء تدور.
المجال المغناطيسي للمغناطيس
المجال المغناطيسي هو منطقة الفضاء حول المغناطيس حيث تظهر قوىها المغناطيسية وتعمل وتتفاعل (تجتذب أو تنفر) الأجسام المغناطيسية ، التدفق الكهربائي ومغناطيسات أخرى داخل المجال.
عادة ما يتم تمثيلها بخطوط القوة ، وهي عبارة عن أسهم منحنية تشير إلى اتجاه متجه للقوة المغناطيسية في المجال. يعتمد شكل واتجاه هذه الخطوط على شكل المغناطيس ، ويكون لها أكبر قدر من شدتها في منطقة القطبين.
لنا كوكب الأرض يحتوي على مجال مغناطيسي مشابه للمغناطيس ، حيث يعمل قلبه الحديدي ككتلة كبيرة من الجسيمات المشحونة أثناء الحركة. لهذا السبب ، تتماشى إبر البوصلات مع القطب الشمالي. يدافع هذا المجال المغناطيسي الأرضي أيضًا عن الانبعاثات الكهرومغناطيسية الشمسية ، والمعروفة باسم "الرياح الشمسية".
تطبيقات المغناطيس
لعبت المغناطيسات أدوارًا مختلفة في حضارتنا منذ العصور القديمة وهي اليوم عنصرًا لا غنى عنه في إلكترونيات والكهرباء. بعض تطبيقاته الأكثر شيوعًا هي:
- تصنيع الاشرطة المغناطيسية. في الالكترونيات و الحوسبة، المغناطيسية تسمح بتخزين معلومة من خلال أكاسيد الحديد التي يمكن قراءة جسيماتها ، التي تتأثر بالترتيب بواسطة المجال المغناطيسي ، باستخدام كود ثنائي.
- محولات كهربائية. باستخدام الملفات والمغناطيسات الكهربائية ، يمكن تعديل التيار الكهربائي لتغيير المجالات الكهرومغناطيسية بسرعة. هذا المبدأ أساسي في النقل الكهربائي الحديث وينطبق على أجهزة الراديو ومكبرات الصوت والأجهزة الأخرى أيضًا.
- محركات التيار المتردد. هذه المحركات هي نوع من المغناطيس الكهربائي ، لأن المغناطيسات الدوارة تحرك الدوارات مع مجالاتها المغناطيسية.
- تعليق مغناطيسي. تستخدم المغناطيسات الكبيرة والقوية في التعليق المغناطيسي للقطارات والمركبات الأخرى ، وكذلك في الرافعات الصناعية المغناطيسية.
- استخدام الحرف. عادة ما يتم إرفاق المغناطيس بمختلف الحرف اليدوية أو الهدايا التذكارية السياحية للبيع ، على أساس أنه عندما يعود السائحون إلى ديارهم ، فإنهم سيضعونها على السطح المعدني لثلاجتهم.