و اليوم انا يايبتلكم بوربونت للصف السابع الفصل الثاني ***
إنتاج الكهرباء من المغنطيسية
و اليوم انا يايبتلكم بوربونت للصف السابع الفصل الثاني ***
إنتاج الكهرباء من المغنطيسية
المفردات :
– المغنطيس : كل مادة تجذب الحديد أو أي جسم يحتوي على حديد
– القطب المغنطيسي: أحد طرفي المغنطيس له خصائص مغنطيسية مختلفة
– القوة المغنطيسية : تتولد قوة الشد والدفع عن شحنات كهربائية متحركة
– الكهرومغنطيسية : التفاعل بين الكهرباء والمغنطيسية
– الملف اللولبي : ملف من سلك ينشأ منه مجال مغنطيسي عند مرور تيار كهربائي فيه
– المغطيس الكهربائي:ملف ملفوف حول لب من الحديد يتصرف كمغنطيس عندما يمر التيار فيه
– المحرك الكهربائي: جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية
– الحث الكهرومغنطيسي: عملية انتاج تيار كهربائي في دائرة بتغيير مجال مغنطيسي
– المولد الكهربائي:جهاز يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية
– المحول : جهاز يزيد من فرق جهد التيار المتناوب أو يخفضه
* تتركز القوة المغنطيسية عند القطبين ، وتقل في منطقة الوسط
* عند تعليق المغنطيس تعليقا حرا يشير القطب الشمالي إلأى جهة الشمال الجغرافي ويرمز له ، ، ويشير الأخر إلى جهة الجنوب الجغرافي ويسمى القطب الجنوبي للمغنطيس ويرمزله ( N )
( S)
– الأقطاب المتشابهة تتنافر والاقطاب المختلفة تتنافر
– كلما كانت خطوط المجال المغنطيسي متقاربة ، تكون شدة المجال المغنطيسي أقوى ، لذلك نرى أن شدة المجال تتركز عن القطبين.
– بعض المواد مغنطيسية ( الحديد ، مشبك الورق المعدني ، المسمار .. الخ )
– وبعض المواد غير مغنطيسية ( البلاستيك – الورق – ورق الالمنيوم .. الخ )
– يوجد في الحديد الكغنطيسي والحديد العادي مناطق دقيقة تسمى ( النطاقات )
– النطاقات في المغنطيس : مرتبة بانتظام وهذا ما يمنح المغنطيس قوة الجذب
– النطاقات في الحديد العادي : عشوائية الترتيب ، لذلك لا يجذب الحديد العادي مواد أخرى
– طرق فقدان الجاذبية المغنطيسية :
1- التسخين لدرجات عالية 2- التعرض للاهتزازات 3 – الطرق الشديد بمطرقة أو السقوط الحاد
– عوامل فقد المغنطيسية تخل من توازن وترتيب النطاقات فيقد المغنطيس مغنطيسيته
– يمكن تكوين مغناطيس مؤقت بعدة طرق منها الدلك عدة مرات في اتحاه واحد بمغنطيس دائم
– إذا قطعت مغنطيس إلى نصفين فإن كل نصف يكون قطبه الثاني باصطفاف النطاقات فيه
– أنواع المغانط :
1- المغانط المؤقته ( الحديد المطاوع )
2- المغانط الدائمة ( تصنع من خليط الالمنيوم والنيكل والكوبالت والحديد )
– القطب الشمالي لمغنطيسية الارض قريب من القطب الجنوبي الجغرافي
– القطب الجنوبي لمغنطيسية الأرض قريب من القطب الشمالي الجغرافي
– تزداد شدة المجال المغنطيسي الناتج بزيادة عدد اللفات عند ثبات طول الملف ، أو عند زيادة شدة التيار الكهربائي المار بالملف
– بعض المغانط الكهربائية قوية تستطيع رفع سيارة ، أو تجعل قطار يطوف في الهواء حيث تثبت على قضبان السكك الحديدة وتدفع القطار إلى أعلى بقوتها .
– نم لاتطبيقات على الظاهرة الكهرومغناطيسية : صناعة الجرس الكهربائي – صناعة المحرك الكهربائي الذي يحول الطاقة الكهربائية الناتجة عن المجال المغنطيسي إلى طاقة حركية
– يقيس الجلفانومتر : شدة التيار الكهربائي وهو أيضا يعتمد في صناعته على الظاهرة الكهرومغنطيسية
– يحدد عدد اللفات في الملفين الابتدائي والثانوي لمحول ما إذا كان المحول يرفع فرق الجهد أم يخفضه ، وفي الحالتين تبقى كمية الطاقة الداخلة للمحول والكمية الخارجة منه كما هما تقريبا
– حاصل قسمة فرق الجهد على عدد لفات الملف هو نفسه في كل من الملفين الابتدائي والثانوي للمحول .
مثال : يتألف محول من 500 لفة في ملفه الابتدائي ، و5000 لفة في ملفه الثانوي ، ما فرق جهد الملف الابتدائي إذا كان فرق الجهد في الملف الثانوي 20220
الحل : فرق الجهد للملف الثانوي ÷ عدد لفات ملفه
= 20220 ÷ 5000 = 4
فرق الجهد للملف الابتدائي = 4 × 500 = 2022
– يستخدم محولان خافضان قبل وصول الكهرباء إلى المنزل
موفقين
مراجعة القسم 3
انتاج الكهرباء من المغنطيسية
ملخص
· الحث الكهرومغنطيسي هو العملية التي ينشأ منها تيار كهربائي بتغيير المجال المغنطيسي
· يحول المولد الكهربائي طاقة الحركة إلى طاقة كهربائية من خلال الحث الكهرومغنطيسي
· يرفع المحول الرافع فرقا الجهد اتيار متناوب ويخفض المحول الخافض فرق الجهد لتيار متناوب
· يمون فرق الجهد الأكبر عند جهة المحول التي تحتوي على العدد الأكبر من اللفات
مراجعة المفردات والمفاهيم
1 ــ بم يختلف معنيا المفردتين التاليتين مولد كهربائي ، محول
يحول المولد الكهربائي طاقة ميكانيكية إلى طاقة كهربائية من خلال الحث الكهرومغنطيسي والمحول يغير فرق الجهد المتناوب من خلال الحث الكهرومغنطيسي
استيعاب الأفكار الرئيسة
2 ــ أي مما يلي ينتج تياراً كهربائيا مستحثاً من سلك؟
أ ــ تحريك مغنطيس إلى داخل ملف من سلك ب ــ تحريك سلك بين قطبي مغنطيس
ج ــ دوران لفة من سلك بين قطبي مغنطيس د ــ جميع ما ورد أعلاه
3 ــ كيف يمكن لمولد أن ينتج تياراً كهربائياً؟
في المولد يدور ملف داخل مجال مغنطيسي تستحث هذه الحركة في المجال المغنطيسي تياراً كهربائياً في سلك الملف
4 ــ قارن محولاً رافعاً بمحول خافض بناءً على عدد اللفات في الملف الابتدائي والملف الثانوي
المحول الرافع يكون فيه عدد اللفات في الثانوي أكبر من عدد اللفات في الملف الابتدائي أما المحول الخافض يكون فيه عدد اللفات في الملف الثانوي أقل من عدد اللفات في الملف الابتدائي
مهارات رياضية
5 ــ حاصل قسمة فرق الجهد على عدد لفات الملف هو نفسه في كل من الملفين الابتدائي والثانوي للمحول يتألف محول من 500 لفة في الملف الابتدائي و 000 5 لفة في ملفه الثانوي ما فرق جهد الملف الابتدائي إذا كان فرق الجهد الملف الثانوي 20 000 v ؟
تفكير ناقد
6 ــ تحليل الأفكار: لا تقوم محطات توليد الطاقة الكهربائية بتوزيع تيار كهربائي مستمر لعدة أسباب منها أن التيار المستمر لا يمكن تحويله وضح ذلك
يحول التيار الكهربائي المار في الملف الابتدائي الحلقة الحديدية إلى مغنطيس كهربائي يحث هذا المغنطيس الكهربائي تياراً كهربائيا في الملف الثانوي فقط عندما يتغير المجال المغنطيسي للمغنطيس الكهربائي أما التيار المستمر المار في الًلف الابتدائي فلا ينتج عنه مجال مغنطيسي متغير لذلك لا ينتج عن ذلك تيار كهربائي في الملف الثانوي
7 ــ تحليل العمليات: اشرح لماذا عند إدارة الملف أو المغنطيس في مولد ينتج تيار كهربائي مستحث
يمكنك إدارة إما الملف أو المغنطيس في المولد في كلتا الحالتين هناك تغير في المجال المغنطيسي بالنسبة إلى الملف ينتج عن المجال المغناطيسي المتغير تيار كهربائي مستحث في سلك الملف
منقول..موفقين,,
تفضلو الحل..منقول,,
إنتاج التيار الكهربائي من مجال مغنطيسي متغير
أجب عن الأسئلة التالية:
1 ــ ما المشكلة التي عمل على حلها جوزف هنري ومايكل فراداي؟
المشكلة كانت متى يمكن للمجال المغناطيسي أن ينتج تياراً كهربائياً
2 ــ ماذا يحصل في تجربة مايكل فراداي عندما تكون البطارية موصلة توصيلاً دائماً؟
ما دامت البطارية موصلة توصيلاً دائماً فإن الجلفانومتر لا يدل على مرور أي تيار كهربائي ويتم توليد تيار كهربائي فقط عندما يتغير المجال المغنطيسي
3 ــ صف طريقتين لتزيد شدة تيار كهربائي مستحث عندما تحرك مغنطيساً مقابل ملف.
تكون شدة التيار المستحث أكبر كلما كانت سرعة تحريك المغنطيس عبر الملف أكبر لأن تغير المجال المغنطيسي سوف يكون أسرع وتكون أيضاً شدة التيار أكبر إذا زاد عدد لفات الملف
أكمل الجملة التالية بالمفردة أو المفهوم المناسب:
4 ــ العملية التي يتم بواسطتها إنتاج تيار كهربائي بتغيير المجال المغنطيسي تسمى … .. الحث الكهرومغنطيسي.. ..
المولدات
ضع في الفراغ حرف البديل الصحيح الذي يمثل الإجابة المناسبة:
5 ــ ما الجهاز الذ ي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية؟
أ ــ المحرك الكهربائي ب ــ المولد الكهربائي
ج ــ المحرك الكهرومغنطيسي د ــ المحرك المغنطيسي
6 ــ التيار الذي يغير اتجاهه يسمى:
أ ــ التيار المولد ب ــ التيار الكهرومغنطيسي ج ــ التيار المتناوب د ــ التيار الدوار أجب عن السؤال التالي:
7 ــ عدد أجزاء الأربعة لمولد بسيط وصف عمل كل منها
ملف دوار ، مغنطيس دائم ، أو مغنطيس كهربائي عند طرفي الملفات ، فرشاتا جرافيت حلقتا انزلاق متصلتان بطرفي الملف ينتج عن المولد تيار كهربائي عندما تلمس فرشاتا الجرافيت حلقتي الانزلاق
المحولات
ضع في الفراغ حرف البديل الصحيح الذي يمثل الإجابة المناسبة:
8 ــ الجهاز الذي يرفع فرق جهد التيار المتناوب أو يخفضه يسمى:
أ ــ الفولتميتر ب ــ المولد ج ــ المحول د ــ المغنطيس الكهربائي
أجب عن الأسئلة التالية:
9 ــ بين لماذا يوجد اختلاف في عدد اللفات بين الملف الابتدائي والملف الثانوي للمحول.
يحدد عدد اللفلات في الملفين الابتدائي والثانوي للمحول ما إذا كان المحول يرفع فرق الجهد أو يخفضه
10 ــ بين كيف يعمل المحول الرافع.
يزيد المحول الرافع فرق الجهد ويخفض شدة التيار ترفع المحولات الرافعة في محطات توليد الطاقة فرق الجهد عشرات الأضعاف لتخفيض الخسارة في الطاقة خلال نقلها إلى المستهلكين
11 ــ بين كيف يعمل المحول الخافض.
يخفض المحول الخافض فرق الجهد ويزيد شدة التيار تخفض محولات مراكز توزيع الطاقة فرق الجهد الآتي من محطات توليد الطاقة ويقوم المحول قرب المنازل بتخفيض فرق الجهد من جديد قبل أن تصل الكهرباء إلى المنزل ..
موفقين,,
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..
المغنطيس أو المغنطيسية قوة تعمل بين أجسام معينة تسمى مغانط ، ويسمى الواحد منها مغنطيسا. وكثيرا ما نفكر في المغنطيسات على أنها لعب تلتقط المسامير، أو القطع الأخرى المصنوعة من الحديد والفولاذ. ولكن المغنطيسية قوة مهمة في الطبيعة. والأرض نفسها تعمل وكأن مركزها يحتوي على مغنطيس كبير. ونجد حول الأرض مجالاً مغنطيسيا ، أي منطقة توجد فيها المغنطيسية. وتمتد المجالات المغنطيسية حول كل مغنطيس. وهناك مجالات مغنطيسية أقوى بملايين المرات من مجال الأرض داخل كل ذرة.
ونحن نستخدم المغنطيس والمغنطيسية في كل يوم وبطرق شتى. فالمغانط الدقيقة، التي تكون في نعومة المسحوق، تستخدم في حفظ الصوره وفي حفظ البرامج والأصوات في الأشرطة والألعاب في قرص الحاسوب. والمغنطيس في أجهزة الهاتف والتلفاز والمذياع يساعد على تحويل النبضات الكهربية إلى صوت. والبوصلة المصنوعة من المغنطيس تساعد الملاحين على قيادة السفن في أمان. وبدون المغنطيسية لا يمكننا إنتاج طاقة كهربائية كبيرة.
يلتقط القضيب المغنطيسي الأجسام وتعلق به عند طرفيه أكثر مما يحدث في وسطه، ويسمى طرفا القضيب – حيث المغنطيسية في أقصى قوتها – قطبان. ولكل مغنطيس _ على الأقل – قطبان ، و اذا قطع المغنطيس عند المنتصف تظهر أقطاب جديدة عند النهايتين المقطوعتين. و اذا علقنا قضيبا مغنطيسيا بخيط مربوط عند المنتصف فسوف تشير إحدى النهايتين إلى الشمال والأخرى إلى الجنوب. و اذا أدرنا المغنطيس فإنه يرجع إلى وضعه السابق مرة أخرى. وتسمى الأقطاب باسم الجهة التي تشير إليها، فيشير القطبان الشمالي والجنوبي إلى الشمال والجنوب ، لأن قطبي المغنطيس الأرضي يجذبانهما. ويقع القطبان المغنطيسيان للأرض على مقربة من القطبين الشمالي والجنوبي الجغرافيين.
والقطبان في نهايتي قضيب المغنطيس يعملان ضد بعضهما. ونستطيع أن نرى كيفية عمل الأقطاب بالتجريب باستخدام قضيبين مغنطيسيين على منضدة. واذا اقترب القطب الشمالي لمغنطيس ما من القطب الشمالي لمغنطيس آخر فإن القطبين يتنافران، أي يدفع أحدهما الآخر. والأقطاب الجنوبية تتنافر أيضا. ولكن القطبين الشمالي والجنوبي يتجاذبان ويلتصقان. فالأقطاب المتشابهة تتنافر و الاقطاب المختلفة تتجاذب دائما.
صنع المغنطس واستخدامه
كيف يصنع المغنطيس . أكثر المغانط المعروفة قطع من الفلز تجذب بعض الانواع الأخرى من الفلزات. وتحتفظ هذه المغانط بمغنطيسيتها بصفة دائمة. وتصنع أكثر المغانط الدائمة من الفولاذ، أو خليط من الحديد والنيكل والكوبلت ومواد أخرى يقال عنها إنها صلبة مغنطيسياً لأنها تتمغنط فقط في المجالات القوية. ويمكن صنع المغنطيس الدائم بعدة طرق. فتحريك مغنطيس دائم عبر الفولاذ يسبب مغنطته. ومرور تيار كهربائي خلال ملف من السلك _ أيضا _ يسبب مغنطة الفولاذ. وطرق- أو قرع مادة مغنطيسية في مجال مغنطيسي يساعد على مغنطتها. وفي الواقع يمكن مغنطة المواد المغنطيسية قليلا بطرقها في المجال المغنطيسي الضعيف للأرض. وعندما يلتقط مغنطيس دائم شيئا مثل مسمار من الحديد، فإن المسمار يصبح مغنطيسا مؤقتا. فالمسمار يستطيع جذب قطع أخرى من الفلزات وكذلك ينجذب إلى او يبتعد عن قطبي أي مغنطيس آخر. لكن المسمار سوف يحتفظ بالمغنطيسية مادام موجودا بالقرب من المغنطيس الدائم فقط. فإذا أبعد المغنطيس الدائم فإن المسمار لا يعمل مغنطيسا. ويقال عن المواد مثل الحديد في المسمار إنها لينة مغنطيسيا لانه يمكن مغنطتها في مجالات ضعيفة.
تصنع بعض المغانط من فلزات معينة ، بعد أن تتحد هذه الفلزات مع عنصر الأكسجين. وهذه المغانط تعرف بالمغانط الخزفية أو الحديديات، وقد تكون صلبة أو لينة. وكثير من المواد المغنطيسية الشائعة خليط من المواد الصلبة واللينة ، يمكن مغنطتها بسهولة وقد تحتفظ ببعض مغنطيسيتها الدائمة.
ويعمل الملف من السلك مثل المغنطيس الدائم تماما عندما يسري خلاله تيار كهربائي. فتصبح إحدى نهايتي الملف قطبا شماليا ، وتصبح الأخرى قطبا جنوبيا للمغنطيس الكهربائي. ولكن إذا انعكس اتجاه التيار فإن الأقطاب تتبادل مواقعها، ويبقى المغنطيس الكهربائي ممغنطا طالما كانت الكهرباء تمر خلاله. وأحيانا توضع مادة لينة مغنطيسيا مثل الحديد داخل جوف الملف. فالحديد يجعل مجال المغنطيس الكهربائي أقوى.
كيفية استخدام المغانط مختلفة الأشكال. تصنع المغانط بأشكال متعدده ، وتكون أقطابها في مواضع مختلفة. ولكل من هذه المغانط استخدامات خاصة. وعلى سبيل المثال ، يستخدم القضيب المغنطيسي الدائم ، في البوصلة المغنطيسية. فالإبرة المغنطيسية قضيب مغنطيسي يتجه نحو القطب الشمالي المغنطيسي للأرض. ولبعض الأبواب قضبان مغنطيسية مثبتة بالقرب منها ، لكي تبقيها مغلقة. وتتألف المساحيق المغنطيسية المستخدمة في الأشرطة والأقراص من قضبان مغنطيسية دقيقة. ويمكن لي قضيب مغنطيسي دائم ء لكي يصبح على هيئة حدوة الفرس ، مما يقرب قطبيه كلا نحو الآخر ويجعل المجال المغنطيسي بينهما أقوى. ويستخدم مغنطيس حدوة الفرس عند الحاجة إلى مجال مغنطيسي قوي في فراغ مغير. فالصمامات الإلكترونية في أجهزة الرادار تحتاج إلى مغانط حدوة فرس قوية ، لكي تؤدي عملها. وتستخدم مغانط حدوة الفرس – كذلك – في بعض المحركات الكهربائية الصغيرة.
أما المغانط الدائرية فهي تشبه الأنبوبة الحلقية الصغيرة وليست لها أقطاب، وبدلا من ذلك تدور المغنطيسية داخل المغنطيس في أحد الاتجاهين. وكانت أجهزة الحاسوب الأولى تستخدم عددا من المغانط الدائرية لتخزين الأعداد أو المعلومات الأخرى .
والمغانط المشكّلة على هيئة أقراص لها قطب حول الحافة والقطب الآخر في المركز. وتستخدم في مكبرات الصوت في المذياع والتلفاز. أما المغانط ذات الشكل الأسطواني الطويل فهي تشبه القضبان المغنطيسية المستديرة. وللمغنطيس الأسطواني استخدامات خاصة مثل تثبيت المواد المغنطيسية في مواضعها في آلة ما.
ويستخدم المغنطيس الكهربائي في حالة عدم الحاجة إلى المغنطيسية في جميع الأوقات. على سبيل المثال، يلتقط المغنطيس الكهربائي في خطاف المرفاع خردة الحديد التي يراد تحميلها في عربات القطار عندما تسري الكهرباء في الملف. وعندما يتعلق الحديد فوق العربه تُوقف الكهرباء فيسقط الحديد في داخل العربة. وللمغنطيس الكهربائي عدة استخدامات في المنازل والمصانع وفي البحوث العلمية. وليس بإمكاننا أن نوقفه ونشغله فقط ولكن مجاله المغنطيسي أيضا أقوى مز مجال المغنطيس الدائم.
وتحتوي أجراس الأبواب الكهربائية والمحركات الكهربائية التي تستخدم في التجهيزات المنزلية على مغانط كهربائية. وكذلك المحركات الكهربائية الأكبر التي تستخدم في المصانع بها مغانط كهربائية. وتستخدم المذبذبات المغنطيسية المسماة المذبذبات فوق الصوتية المغنطيس الكهربائي لتحدث ذبذبات من السرعة بحيث لا يمكن سماعها. وتستخدم مثل هذه الذبذبات لتنظيف الساعات والآلات الدقيقة ، ولقطع المواد الصلبة مثل السليكون والجرمانيوم ، بل بإمكانها غرز الأنابيب داخل الأرض. وقد استطاع العلماء صناعة المغنطيس الكهربائي فائق التوصيل لمساعدتهم في دراسة تأثير المجالات القوية على مواد مختلفة.
كيف يعمل المغنطيس
كيف تنشأ المغنطيسية. على الرغم من أن معظم المغانط الشائعة مصنوعة من مواد مغنطيسية ، إلا أن المغنطيسية يمكن إنتاجها بلا مواد مغنطيسية. فملف السلك يمكن أن يحدث مجالا مغنطيسيا تماما مثل المجال الناشئ حول المغنطيس الدائم ، ولكن الملف يمكن أن يكون مغنطيسا خلال فترة سريان التيار الكهربائي فقط. وقادت هذه الحقيقة إلى اكتشاف أن المغنطيسية تسببها الشحنات الكهربائية المتحركة. وقد وجد العلماء أن المغنطيس القضيبي يحتوي على تيار كهربائي متحرك كما هو الحال تماما في ملف المغنطيس الكهربائي ولكن التيار جزء دائم من قضيب المغنطيس.
ولكي نفهم كيفية وجود الكهربائية في المغنطيس القضيبي ، يجب علينا أن نعرف الجسيمات الدقيقة ، المسماة الذرات ، التي تؤلف كل الأشياء. تحتوي كل ذرة على أصل مركزي يسمى النواة ، وتتحرك حول النواة . مثل حركة الكواكب حول ال!..!!..!!..! . أجسام أصغر تسمى الإلكترونات. تحمل الإلكترونات شحنة كهربائية وتحدث حركتها تيارا كهربائيا وكما يحدث في حالة الملف السلكي، فإن التيار الكهربائي ينتج مجالا مغنطيسيا. وتدور الإلكترونات في معظم الذرات في الاتجاهات المختلفة فتلغي مجالاتها المغنطيسية بعضها الآخر. وفي ذرات العناصر المغنطيسية مثل الحديد والنيكل لا تلغي المجالات بعضها الآخر، وهذه الذرات المغنطيسية تسمى – أحيانا – الثنائيات القطب الذرية. والفلزات التي تحتوي على عدد كبير من الثنائيات القطب الذرية، يمكنها أن تتمغنط ، وتسمى هذه الفلزات المغانط الحديدية ؛ لأن المغانط الذرية اكتشفت لأول مرة في الحديد.
ولكي نفهم كيف تصبح المواد الحديدية ممغنطة ، يمكننا أن ننظر لما يحدث لقطعة من الفولاذ تتحرك داخل مجال مغنطيسي. يحتوي الفولاذ على حزم صغيرة من الثنائيات القطب الذرية تسمى المناطق المغنطيسية التي تكون ممغنطة في الأصل. وتلغي هذه المناطق المغنطيسية بعضها الآخر بسبب أنها تأخذ اتجاهات مختلفة، ولذلك فإن الفولاذ ليس مغنطيسا. وبينما تزداد قوة المجال المغنطيسي حول الفولاذ، تكبر المناطق التي تكون في اتجاه المجال. وبينما تكبر المناطق التي في اتجاه المجال يصبح الفولاذ أقوى مغنطة حتى تكتمل مغنطته. فإذا عكس اتجاه المجال ، فإن المناطق تدور وتتجه في الاتجاه المعاكس، كما ينعكس قطبا المغنطيس الشمالي والجنوبي أيضا.
ويفقد الفولاذ مغنطيسيته إذا انزاحت المناطق عن ترتيبها. وتتزحزح المناطق مثلا إذا سخن الفولاذ أو طرق. و اذا لم يكن المغنطيس في مجال مغنطيسي، فإن المناطق قد تنزاح عن النظام بسبب التسخين أو الطرق. وهذا يفسر لنا لماذا يساعد تسخين أو طرق المواد على مغنطتها أو إزالة مغنطيسيتها سواء أكانت في مجال مغنطيسي أم لم تكن.
والمواد المغنطيسية الحديدية يمكن أن تكون صلبة أو لينة مغنطيسيا بحسب سلوك ثنائياتها القطبية الذرية. فالثنائيات القطبية في المواد الصلبة تبدو كما لو كانت لاصقة. ويلزم مجال مغنطيسي قوي لتنظيمها ولكنها تظل متراصة بعد إزالة المجال.. أما في المواد اللينة فتبدو الثنائيات القطبية زلقة، وحتى في المجال الضعيف يمكن تنظيمها بصورة مؤقتة.
ومعظم المواد غير الحديدية لا تلتقط بوساطة المغانط العادية. ولا يمكن اكتشاف سلوكها حتى في مجال مغنطيسي قوي إلا بوساطة الأجهزة الحساسة. وبعض العناصر مثل الصوديوم والأكسجين لها ذرات مغنطيسية لا تشكل مناطق مغنطيسية. ويسمى العلماء هذه العناصر مواد مسايرة المغنطيسية. وهي تنجذب انجذابا طفيفا بوساطة المغانط القوية. أما المواد الأخرى مثل الزجاج والماء فتتحرك مبتعدة عن المجال المغنطيسي، وتسمى هذه المواد مواد مغايرة المغنطيسية.
طبيعة المجالات المغنطيسية. يمكن أن نفحص المجال المغنطيسي المحيط بمغنطيس باستخدام مغنطيس آخر مثل إبرة البوصلة. وبينما نحرك البوصلة حول المغنطيس تظل الإبرة باتجاه المجال. ويمكن أن يتصور المجال على أنه حزمة من خطوط وهمية متجهة في الاتجاه الذي تشير إليه البوصلة. وهذه الخطوط الوهمية تسمى خطوط الفيض أو خطوط التدفق، وتتجه بانحناء من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي للمغنطيس. ويمكننا أن نعتبر خطوط الفيض حلقات مغلقة يدخل جزء منها في المغنطيس والجزء الآخر يكون المجال في خارج المغنطيس. ويكون المجال المغنطيسي أقوى ما يكون عند القطبين حيث تكون خطوط الفيض متقاربة. وهناك خطوط أقل بعدا عن الأقطاب مما يدل على أن المجال يصبح ضعيفا في تلك المناطق.
وبالإضافة إلى أن المجال المغنطيسي يبذل قوة على الأقطاب المغنطيسية فإنه أيضا يبذل قوة على الشحنة الكهربائية المتحركة. وتغير المجالات المغنطيسية اتجاه الشحنات المتحركة لأن القوة المبذولة عمودية على اتجاه الحركة. ومثل هذه الشحنات ربما تكون حزما من الإلكترونات في أنابيب الصورة التلفازية. وهذه الإلكترونات تحركها المغانط الكهربائية حتى تصل شاشة التلفاز فتكون الصورة.
قياس المجال المغنطيسي. تقاس شدة المجال المغنطيسي عادة بوحدات الجاوس ، ويستخدم الفيزيائيون أيضا وحدة النظام الدولي وهي تسلا . و التسلا تساوي 10.000 جاوس . والمجال المغنطيسي للأرض على السطح مقداره حوالي نصف جا وس. أما المجال قرب الأقطاب لمغنطيس حدوة الفرس في لعبة أطفال فيحتمل أن يكون عدة مئات من الجاوسات. وأقوى مغنطيس دائم يمكن أن ينتج مجالاً قوته نحو 5.000 جاوس . بينما المغنطيس الكهربائي الذي يوجد في جوفه حديد لين يمكن أن ينتج مجالا بحد أقصى مقداره 30.000 جاوس. وتنتج مجالات مغنطيسية بقوة أكثر من650.000 جاوس بوساطة مغانط كهربائية نبضية (تشغل للحظة فقط).
دراسة المغنطيسية
الاكتشافات المبكرة. عرف الناس المغانط على الأقل منذ عهود التاريخ القديم. ولكنهم لم يعرفوا كثيرا عن كيفية عمل المغنطيس أو كيفية استخدامه إلا منذ بضع مئات من السنين. وأول مغانط عرفت كانت صخورا سوداء صلبة تسمى الحجارة المغنطيسية. ولا أحد يعرف متى ومن اكتشف هذه الصخور ولكن قدماء اليونان عرفوا قدرة الحجر المغنطيسي على جذب الحديد.
وخلال العصور الوسطى، كان كثير من الناس يعتقدون أن للحجر المغنطيسي قدرات طبية. واكتشف خلال هذه الفترة أن الحجر المغنطيسي يشير إلى الشمال. وفي سنة 1269 م ، رسم العالم الفرنسي بترو بريجينو دي ماريكور خطوط القوي للحجر المغنطيسي واكتشف قطبيه. وفي عام 1600 م، اكتشف الطبيب والفيزيائي البريطاني وليم جيلبرت المغنطيسية الأرضية وكذلك فسر عمل بوصلة الحجر المغنطيسي.
وجاء التقدم الحقيقي في فهم المغنطيسية بعد اكتشاف العلاقة بين الكهرباء والمغنطيسية. فقد وجد الدنماركي هانز كريستيان أورستد عام 1820 م، أن التيار الكهربائي يحرك إبرة البوصلة، وتوصل إلى الصلة بين الكهرباء والمغنطيسية. ثم اكتشف الفيزيائي البريطاني مايكل فارادي والفيزيائي الامريكي جوزيف هنري،كلا بمفرده، أن تحريك مغنطيس بالقرب من حلقة سلك مغلقة ينتج تيارا كهربائيا. وعبر عالم بريطاني آخر هو جيس كلارك ماكسويل عن العلاقة بين الكهربائية والمغنطيسية بنظرية رياضية. أما أول من فسر الخواص المغنطيسية للمواد فهو العالم الفرنسي أندريه أمبير؛ الذي أدرك أن عددا كبيرا من التيارات الكهربائية الصغيرة في المواد ذات المغنطيسية الدائمة يحدث تماما نفس التأثير لتيار كهربائي كبير يسري حول المغنطيس الكهربائي. وتم صنع أول مغنطيس كهربائي عام 1825 م بوساطة الكهربائى الإنجليزي وليم سترجون.
الأبحاث الحالية. المغنطيسية وسيلة مهمة للبحوث لأنها تستطيع أن تخترق المادة وتتفاعل مع نوى الذرات والكتروناتها. وينتج العلماء مجالات مغنطيسية قوية لجعل الإلكترونات في اشباه الموصلات تنتج الأشعة تحت الحمراء. ويستخدم علماء الفيزياء النووية المجالات المغنطيسية التي تنتجها مغانط كهربائية فاثقة التوصيل لتغيير اتجاه الجسيمات ذات الطاقة العالية في أجهزة تسمى معجلات الجسيمات. ويدرس الباحثون الطبيون المجالات المغنطيسية الضعيفة التي ينتجها جسم الإنسان نفسه. فمثلا يدرس الباحثون المجالات المغنطيسية التي تنشأ في الدماغ وذلك لتحديد وظائف الدماغ و اختلالاتها. والمغنطيسية نفسها موضوع كثير من البحوث الجارية ء إذ لا تزال أسرارها بعيدة عن الحل. فمثلا لا يعرف العلماء ماذا تنتج التيارات الكهربائية الضخمة في أعماق الأرض التي يبدو أنها مسؤولة عن المجال المغنطيسي الأرضي. وأعمق الأسرار جميعها هو السؤال: لِم لم يجد أحد أبدا قطبا مغنطيسيا منفردا ؟ ويبحث بعض رواد الفيزياء في العالم عن مثل هذا القطب الأحادي.
م/ن
بالتوفيق
اتمنى انكم تستفيدووون
و اتمنى انكم تستفيدون