العلوم والتكنولوجيا

كيف تستدل على وجود مجال مغناطيسي؟

كيف تستدل على وجود مجال مغناطيسي؟

كيف تستنتج وجود مجال مغناطيسي؟ المجال المغناطيسي من الموضوعات الفيزيائية التي حيرت العلماء ، حول مصدر وطبيعة الطاقة التي يحملها المغناطيس وآلية عمله ، وما الأشياء التي تنجذب إليه وتتأثر بالطاقة المغناطيسية ، وبناءً على أعلاه ، سوف يمنحك فرصة لمعرفة الأهمية المطلوبة للمجال المغناطيسي وطرق الكشف من خلال قراءة التجارب العلمية السابقة ونتائجها المادية في هذا الصدد.

ما هو المجال المغناطيسي

يُعرَّف المجال المغناطيسي بأنه القوة المغناطيسية التي تنشأ في المنطقة المحيطة بجسم مغناطيسي أو كائن متصل بتيار كهربائي يمر عبره المجال المغناطيسي طالما أن البوصلة في مجالها المغناطيسي ، فهذا يعني أن الجسيمات المشحونة تتحرك بالفعل بسبب لتأثير المجال المغناطيسي ، وبالتالي يمكننا أن نفترض أن القوة الناتجة عن حركة الشحنات الكهربائية في الأسلاك في المجال المغناطيسي هي التفسير العلمي لدوران المحركات الكهربائية.

كيف تحدد وجود المجال المغناطيسي؟

يمكننا أن نلاحظ توزيع المجال المغناطيسي عن طريق نشر بعض برادة الحديد على ورقة موضوعة على قضيب مغناطيسي ، أو على ورقة مقطوعة بواسطة سلك متصل بتيار كهربائي. والعكس ، ويمكن إنشاء مجال مغناطيسي بواسطة يمرر تيارًا كهربائيًا عبر سلك مكونًا دوائر مغناطيسية حول السلك ويكون المركز هو السلك نفسه. يمكن للتيار الكهربائي أن يولد مجالًا مغناطيسيًا والعكس صحيح ، ولكن كيف نعرف اتجاهه

أكدت التجارب أن اليد اليمنى تساعد على إذابة المحلول. فعندما تستقر راحة اليد اليمنى على القاعدة ، يكون اتجاه الإبهام هو اتجاه التيار الكهربائي ، بينما يكون اتجاه المجال المغناطيسي لبقية يمكن التحكم في المجال المغناطيسي ، لذلك نقوم بزيادته بزيادة التيار الكهربائي القادم من الشمال إلى الجنوب.

خطوط المجال المغناطيسي

خطوط المجال المغناطيسي هي خطوط تخيلية يمكن استخدامها لاشتقاق رسم بياني للحقل المغناطيسي. لقد عرّفهم الفيزيائيون على أنهم خط وهمي يتبع مسار حركة وحدة القطب الشمالي الافتراضية للمغناطيس ، مما يعطينا الناتج الحالي من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ، والمدخل من خارج المغناطيس من الجانب الجنوبي إلى القطب. الجهة الشمالية.

خصائص المجال المغناطيسي

لكل مجال مغناطيسي العديد من الخصائص التي يمكن للباحث ملاحظتها بسهولة تامة من خلال تجربة بسيطة ، 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 فقط.
  • لا يمكن أن تتقاطع هذه الخطوط ، وإذا حدث ذلك ، فهذا يعني أن المغناطيس يحتوي على أكثر من مجال واحد ، وهو أمر غير مقبول في الممارسة.
  • يختلف اتجاه المجال المغناطيسي حسب اتجاه الخطوط ، يمكن أن يكون منحنيًا أو مستقيمًا.
  • قيمة التدفق المغناطيسي داخل سطح مغلق هي صفر ، لأن عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تمر عبر السطح المغلق من الداخل إلى الخارج يساوي بالتأكيد الرقم من الخارج إلى الداخل.

قانون المجال المغناطيسي

تعني قوة المجال المغناطيسي مقدار القوة المؤثرة على جسيم يحمل شحنة كهربائية ، لذلك نقسمها على حاصل ضرب السرعة اللحظية للجسيم مضروبة في مقدار الشحنة الكهربائية والقوة المغناطيسية. يتم قياسها بجهاز يسمى مقياس جاوس ، 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 هو (ر) القوة المغناطيسية المؤثرة على الجزيء ورمزها (و) = وحدات نيوتن ورمزها هو (ن) السرعة اللحظية للجزيء. الجسيم المشحون (v) = الوحدة متر / ثانية والرمز (م / ث) حجم الشحنة الكهربائية والرمز (q) = الوحدة هي كولوم والرمز (ج). لذلك أصبحت المعادلة الرياضية على النحو التالي (ب = و / (ف * ت).

ما هو سبب تسمية القطبين الشمالي والجنوبي بهذه الطريقة؟

يرى الفيزيائيون الأرض كمغناطيس كبير بقطبين ، قطب شمالي وقطب جنوبي ، وبما أن أقطاب الشحنات المختلفة تجتذب بعضها البعض ، نجد أنه إذا علقنا مغناطيسًا صناعيًا مجانًا ، فإن النهاية الحرة ستتجه شمالًا مغناطيسيًا ، ومن الأرض يُعرف بالقطب الشمالي ، لذلك يُطلق على الجزء المواجه للشمال القطب الشمالي ، بينما يُطلق على الجانب الآخر الذي يواجه القطب الجنوبي الجغرافي اسم القطب الجنوبي.

خصائص المغناطيس

للمغناطيس العديد من الخصائص التي يمكن استخدامها في حياتنا اليومية على النحو التالي

  • يحتوي المغناطيس على قطبين شمالي وجنوبي وسيشير بالتأكيد إلى الشمال عندما يتدلى بحرية.
  • الأقطاب هي المراكز الرئيسية التي تتجمع فيها القوة المغناطيسية.
  • قطبي المغناطيس لهما شحنة مختلفة ، لذلك إذا كان هناك أقطاب ذات شحنات مختلفة ، فسوف تجتذب بعضها البعض ، وإذا كان للقطبين نفس الشحنة ، فسوف يتنافر كل منهما الآخر.
  • إذا تم قطع مغناطيس ، فسيكون لكل قطعة قطبين ، حتى لو كانا بأحجام مختلفة ، ولا يمكن أن يكون هناك مغناطيس عملي بقطب واحد فقط.

التطبيقات الرئيسية للمغناطيس

لقد تغلغلت المغناطيسات في جميع مجالات الحياة واليوم نجدها في الأجهزة الكهربائية ولها العديد من الاستخدامات في الطب الحديث بالمنزل والمزيد هنا بعض الاستخدامات الشائعة للمغناطيس بما في ذلك

  • تعمل في تصنيع المولدات الكهربائية والمحركات الميكانيكية.
  • أدخل صناعة الساعات.
  • ساهم مبدأ التنافر والجذب في تطوير صناعة السكك الحديدية والسكك الحديدية ومشاريعها.
  • تساعد المغناطيس بائع الحلوى في فتح أنواع معينة من العلب.
  • دخلت المغناطيسات عالم الرافعات العملاقة في الموانئ البحرية وغيرها.
  • يساعد في معرفة الاتجاهات عن طريق تحديد الشمال المغناطيسي باستخدام البوصلة.
السابق
يوم التطور.. العالم يحتفى بذكرى صدور كتاب داروين “أصل الأنواع”
التالي
إحباط أكبر عملية احتيال في التاريخ.. ضحاياها عشرات الآلاف!