2022-01-31 T20 22 10 + 00 00

في هذا المقال نتحدث عن وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي من خلالها، نتعرف على الوحدة التي يتم من خلالها حساب قوة وشدة المجال المغناطيسي، بالإضافة إلى ة الفرق بين المجال المغناطيسي والتدفق المغناطيسي، و أبرز نقاط الاختلاف بينهما، ونشير عزيزي القارئ إلى أهم العوامل التي تؤثر على قوة المجال المغناطيسي، والعوامل التي تزيد من قوة المجال المغناطيسي، بالإضافة إلى أننا ننظر في خصائص المغناطيسية. خطوط المجال، ونختتم المقال بالحديث عن أبرز استخدامات المجال المغناطيسي في حياتنا اليومية، ودوره البارز في مجال الطب والصناعة، بالإضافة إلى استخدامه في العديد من الأجهزة المنزلية.

وحدة شدة المجال المغناطيسي

يبحث العديد من الطلاب والطالبات عن وحدة لشدة المجال المغناطيسي، وما آلية حساب قوة المغناطيس الكهربائي المجال المغناطيسي هو قوة مغناطيسية تحدث في المنطقة المحيطة بالجسم المغناطيسي، أو في الموصل الذي يحمل التيار الكهربائي، أو بطريقة أوضح، يمكننا القول أنه يمثل المنطقة المحيطة بالمغناطيس، والتي تتأثر ب مواد محددة.

  • هناك طريقتان لحساب شدة المجال المغناطيسي، الأولى هي تطبيق قانون أمبير، والثانية بتطبيق قانون بيت سافارد.
  • وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي كانت تعرف باسم “تسلا”، وسميت على اسم العالم والفيزيائي الأمريكي نيكولا تيسلا.
  • واحد تسلا يساوي حوالي 1 ويبر لكل متر مربع، بينما تساوي تسلا واحدة عشرة آلاف “وحدة” غاوسية، ومن الجدير بالذكر أنها وحدة أصغر منها.

ما هو الفرق بين المجال المغناطيسي والتدفق المغناطيسي

نستعرض الفروق والاختلافات بين المجال المغناطيسي والتدفق المغناطيسي بطريقة مبسطة من خلال الأسطر التالية

  • يشير المجال المغناطيسي إلى المنطقة المحيطة بالمغناطيس والقوة التي يتعرض لها، بينما يمثل التدفق المغناطيسي القوة أو الكمية التي ينتجها المغناطيس من الخطوط المغناطيسية.
  • نجد أن المجال المغناطيسي يتم التعبير عنه بالقوة المغناطيسية الناتجة، بالإضافة إلى اتجاه الشحنات المتحركة، فهو يمثل حاصل ضرب المجال، والمنطقة حول القطبين.
  • يتم قياس المجال المغناطيسي في التسلا، بينما يتم حساب التدفق المغناطيسي بوحدة ويبر.
  • هناك علاقة وثيقة بين المجال المغناطيسي والتدفق المغناطيسي، حيث يتشكل المجال المغناطيسي بشكل أساسي نتيجة حدوث التدفق المغناطيسي.
  • تشهد المنطقة المحيطة بالمجال المغناطيسي جاذبية وتنافرًا كبيرًا بين القطبين والشحنة المتحركة، بينما يُظهر التدفق المغناطيسي حجم خطوط القوة المغناطيسية التي تمر عبره.
  • يعتمد المجال المغناطيسي كليًا على المغناطيس الذي يولده، بينما يعتمد التدفق المغناطيسي على شيئين القوة المغناطيسية، بالإضافة إلى المنطقة المحيطة بالمجال المغناطيسي.

العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي

هناك العديد من العوامل التي تؤثر بشكل كبير على قوة وشدة المجال المغناطيسي، وتتلخص هذه العوامل في الآتي

  • يعتبر التيار الكهربائي من أهم العوامل التي تؤثر على قوة المجال المغناطيسي. يحتوي المغناطيس على مجموعة من الأسلاك المعزولة التي تدور حول قلب الحديد، ويتحول إلى مغناطيس بفضل تشغيل التيار الكهربائي. بمجرد أن يتوقف التيار، فإنه يفقد جاذبيته.
  • أضف إلى ذلك قوة التيار الذي يمر عبر اللب، ووفقًا لطبيعة المادة الأساسية التي يتكون منها وعدد لفات السلك في اللب، ولا يمكننا إهمال حجم اللب أيضًا، والشكل الذي يمتلكه.
  • إذا أردنا مضاعفة قوة المغناطيس الكهربائي، فعلينا زيادة عدد لفات السلك المحيط بالملف، عن طريق حساب عدد الدورات، وضربها في التيار باستخدام الأمبير، وعلى هذا الأساس قوة المغناطيس يتم تحديد.
  • فكلما زاد التيار الكهربائي، وزادت قوته، ازدادت قوة المغناطيس بشكل ملحوظ، نتيجة تشبع المغناطيس بالكهرباء عند نقطة معينة، مما يعمل على الوصول إلى المغناطيس إلى أقصى قوة ممكنة.
  • من أفضل أنواع المعادن المستخدمة والتي تساهم بشكل كبير في زيادة قوة وشدة المجال المغناطيسي، المعادن التي تتكون من الحديد. إذا قمنا بلف السلك حول قلب معدني، فهذا هو أفضل خيار لزيادة قوة المغناطيس الكهربائي.
  • إذا كانت درجات الحرارة منخفضة جدًا، فهذا يزيد من متانة السلك بشكل كبير، فنجد أن أفضل المغناطيسات من حيث القوة هي تلك المصنوعة من الموصلات عالية الجودة، والمبردة بالنيتروجين، أو الهيليوم المسال.

خصائص خطوط المجال المغناطيسي

نعرض عزيزي القارئ من خلال النقاط التالية أبرز خصائص خطوط المجال المغناطيسي

  • يتم إنشاء خطوط المجال المغناطيسي من خلال حركة المقاومة بين أقطاب المغناطيس، بالإضافة إلى تكوين حلقات مغلقة من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي.
  • تحمل جميع خطوط المجال المغناطيسي نفس القوة المغناطيسية.
  • لا يمكن أن تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي بأي شكل من الأشكال.
  • يحدث التدفق في خطوط المجال المغناطيسي عند مستوى معين، ويتدفق من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي، ومن القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي عبر الهواء.
  • كلما زادت المسافة بين قطبي المغناطيس، انخفضت الكثافة بين خطوط المجال المغناطيسي.

استخدامات المجال المغناطيسي

لا يشترط أن يكون المغناطيس مرئيًا في معدات وأجهزة مختلفة، حيث نجدها غالبًا داخل تلك الأجهزة، ويعمل تلقائيًا. للمغناطيس استخدامات عديدة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحياتنا اليومية، ونتناول أهم استخدامات المجال المغناطيسي من خلال ما يلي

استخدامات المغناطيس في الطب

  • تم استخدام المغناطيس في المجال الطبي منذ العصور القديمة. لقد تم استخدامها في علاجات الوخز بالإبر، وهناك العديد من الكتابات الهندسية المقدسة التي تثبت استخدام المغناطيس في العمليات الجراحية.
  • نجد أن المصريين لجأوا إلى المغناطيس في علاج العديد من الأمراض المتنوعة، حيث أوضح كثير من الأطباء القدماء أنه تم الاعتماد عليه في علاج التهاب المفاصل والتخلص من الصلع وبعض الأمراض النفسية مثل الاكتئاب.
  • تستخدم المغناطيسات في صناعة العديد من الأجهزة الطبية، لما لها من قدرة عالية على جذب العناصر المعدنية في الجسم، بما في ذلك الحديد في الدم، مما يرفع معدلات الشفاء لدى المرضى.
  • يستخدم المغناطيس في تقنية الرنين المغناطيسي، والتي توفر صورًا عالية الجودة وتقييمًا مثاليًا للأنسجة الرخوة، كما أنها درع واقي للحماية من الآثار السلبية للتصوير بالأشعة السينية.

استخدامات المغناطيس في الصناعة

  • تستخدم المغناطيسات في صناعة التعدين بهدف عزل المعادن من الركاز أو فصل المواد المغناطيسية عن المواد غير المغناطيسية.
  • يلجأ إليها أصحاب مصانع المواد الغذائية كجدار مانع للتسرب يمنع اختلاط الجزيئات الصغيرة المصنوعة من الحديد في الأطعمة الغذائية.
  • هناك ما يعرف بالمكنسة المغناطيسية التي تساهم في تقليل تكاليف الصيانة، بالإضافة إلى إزالة الإطارات الفارغة من الهواء الموجودة في مواقع العمل، وأرصفة التحميل، بالإضافة إلى المطارات.
  • يستخدم البائعون المغناطيس لعزل العملات المعدنية عن المواد الأخرى.

يستخدم المغناطيس في المنزل

  • تستخدم المغناطيسات في صناعة العديد من الأجهزة المنزلية ومن أهمها (جرس الهاتف – الأسلاك المغناطيسية في التلفاز – أنابيب الميكروويف – مكبرات الصوت – سماعات الرأس).
  • بالإضافة إلى ذلك نجدها تستخدم في (مستقبلات الهاتف – صمام الملف اللولبي في غسالة الصحون – محولات التيار الكهربائي – أبواب الثلاجة).