ذات صلة بحث عن المغناطيس المغناطيس واستخداماته
ما هو المغناطيس
يُعرف المغناطيس بأنّه معدن يمتلك القدرة على إنتاج مجال حوله يسمى بالمجال المغناطيسي ويستطيع أن يجذب معدن الحديد ، وفي نهاية القرن التاسع عشر تمت دراسة لجميع المعادن ليتم التعرف على تلك التي تحتوي الخصائص المغناطيسية، وكانت النتيجة أنّ ثلاثة عناصر فقط وهي الحديد، النيكل، والكوبالت تمتلك خصائص مغناطيسية وبالتالي يمكن أن تصبح مغناطيس على عكس مادة الكروم والتي تفقد تلك الخصائص بعد عملية المغنطة. [١]
ما هو المجال المغناطيسي
يمثل المجال المغناطيسي حقل من القوة التي تنشأ حول مغناطيس أو سلك يسري به تيار كهربائي ، ويمكن تمثيله بخطوط تخرج من القطب الشمالي للمغناطيس وتتجه إلى القطب الجنوبي، كما تعتمد قوة المجال المغناطيسي على حجم المغناطيس أو شدة التيار الكهربائي المار بالسلك، بحيث يعبر حجم خطوط المجال وكثافتها عن شدته، إذ تكون تلك الخطوط صغيرة ومزدحمة في حالك تكون مجال قوي وكبيرة ومتفرقة عندما يكون المجال قوي، ويمكن التعبير عنها رياضياً بالمتجهات بسبب امتلاكها لإتجاه وحجم أيضاً. [٢]
أشكال المغناطيس
يمكن تصنيف المغناطيس إلى أكثر من نوع بناءاً على مصدرها وطريقة حصولها على الخصائص المغناطيسية، فمنها ما هو دائم المغناطيسية ومنها ما هو مؤقت، ومنها ما ينتج من جراء مرور تيار كهربائي داخل سلك، وفيما يلي أشكال وتصنيفات المغناطيس [٣]:-
المغناطيس الدائم: وهو مغناطيس يحتفظ بخصائصه المغناطيسية بعد عملية المغنطقة ويقسم إلى أربعة أقسام:-
نيوميوم حديد بورون: وهو مغناطيس نادر الوجود يتكون بشكل طبيعي في الأرض ويمتلك قوة مغناطيسية كبيرة.
- يمكن تحديد قطبية المغناطيس الكهربائي بإستخدام قاعدة اليد اليمنى - راصد المعلومات
- ما هو المغناطيس؟ - Quora
- لماذا هو المغناطيس الكهربائي المغناطيس مؤقت؟ - علم - 2022
يمكن تحديد قطبية المغناطيس الكهربائي بإستخدام قاعدة اليد اليمنى - راصد المعلومات
سوف تؤدي مبادئ الكهرومغناطيسية إلى اكتشافات جديدة ، والتي ستشكل أساس الكهرباء ومبادئ تشغيلها ، مما دفع الثورة الصناعية إلى مزيد من القوة. الاختراعات الأولى. تم إنشاء العديد من الاختراعات التي تستخدم الكهرباء ، والتي لا يزال بعضها يستخدم حتى اليوم ، في القرن التاسع عشر ، بما في ذلك البطارية والتلغراف وأول محرك كهربائي. في نهاية القرن التاسع عشر ، تم توليد الكهرباء للاستهلاك العام في شكل تيار مباشر من خلال المغناطيسات الكهربائية. ما هو المغناطيس؟ - Quora. أدى ذلك إلى التقدم في مجالات أخرى ، مثل الإضاءة المتوهجة. بالإضافة إلى كهربة المدن ، شهدت بداية النقل الضخم ، مثل نظام الطاقة الأرضية تحت الأرض وعربة الترولي على السطح ، سواء باستخدام المحركات الكهرومغناطيسية لدفعها. تعد المغنطيسات الكهربائية جزءًا من النظام الكهربائي للسيارة ، حيث يتم استخدامها لتوليد الكهرباء في شكل تيار مباشر لتشغيل مساحات الزجاج الأمامي والأضواء وعرض لوحة القيادة. تستخدم المحركات الكهرومغناطيسية الدوارة في مجموعة متنوعة من الأدوات مثل التدريبات. بالإضافة إلى استخدامها كمحركات ومولدات ، يمكن العثور على مغناطيس كهربائي على أجهزة الكمبيوتر كمراوح تبريد ، وعلى الأخشاب ومكبرات الصوت.
ما هو المغناطيس؟ - Quora
لأن السلك ملفوف بإحكام ، تكدس هذه الحقول المغناطيسية. نظرًا لأن الحديد يتميز بنفاذية مغناطيسية عالية ، فإنه يعزز المجال الذي تم إنشاؤه بواسطة السلك. ومع ذلك ، بمجرد توقف الطاقة عن البطارية ، يتوقف التيار ، وهذا يعني أن المجال المغناطيسي يتلاشى. هذا هو السبب في أن المغناطيسات الكهربائية مغناطيس مؤقت ، كما يوضح المختبر الوطني العالي للمجال المغناطيسي.
لماذا هو المغناطيس الكهربائي المغناطيس مؤقت؟ - علم - 2022
يقول مايكل دوبسون، أستاذ الفيزياء بجامعة كولورادو بولدر، يمكننا تصور تدفق الإلكترونات في سلك كتدفق المياه في أنبوب. يجب الانتباه إلى أنه في هذه الحالة، يكون الأنبوب ممتلئًا بالماء دائمًا. إذا فتحنا الصمام من طرف واحد للسماح بدخول المياه إلى الأنبوب، فلن نضطر إلى الانتظار حتى تصل المياه إلى نهاية الأنبوب. سنحصل على الماء من الطرف الآخر بشكل فوري تقريبًا لأن الماء الوارد يدفع الماء الموجود بالفعل في الأنبوب باتجاه النهاية. هذا هو ما يحدث في حالة التيار الكهربائي في السلك. توجد بالفعل إلكترونات التوصيل في السلك، نحتاج فقط إلى بدء دفع الإلكترونات في إحدى النهايات، وستبدأ الإلكترونات بالتدفق إلى الطرف الآخر على الفور تقريبًا. وفقًا لموقع HyperPhysics التابع لجامعة جورجيا، فإن السرعة الفعلية للإلكترون الموجود في سلك ما تتراوح بين بضعة ملايين متر في الثانية، لكنها لا تنتقل مباشرة إلى نهاية السلك، بل هي تقفز بشكل عشوائي تقريبًا وتحرز تقدمًا في بضع ملليمترات في الثانية فقط. يمكن تحديد قطبية المغناطيس الكهربائي بإستخدام قاعدة اليد اليمنى - راصد المعلومات. هذا ما يسمى بسرعة الانجراف للإلكترون. ومع ذلك، عندما تبدأ الإلكترونات بالاندفاع إلى الطرف الآخر من السلك بعد أن نفتح المفتاح فإن سرعة انتقال الإشارة، هي سرعة الضوء تقريبًا، أي حوالي 300 مليون متر في الثانية (186000 ميل في الثانية).
مصدر آخر للتيار المستمر هو الخلية أو الفلطائية الضوئية (الخلية الشمسية – solar cell). في هذه الأجهزة تمتص الإلكترونات الطاقة الضوئية من ضوء الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية. (التيار المتناوب – Alternating current)
تأتي معظم الكهرباء التي نستخدمها من شبكة تجهيز الطاقة الكهربائية على شكل تيار متناوب (AC). يُنتج التيار المتناوب بواسطة مولدات كهربائية تعمل وفقًا لقانون فاراداي للحث، حيث يمكن للمجال المغناطيسي المتغير أن يحفز تيارًا كهربائيًا في الموصل. تحتوي المولدات على ملفات دوارة من أسلاك موصلة تمر عبر حقول مغناطيسية أثناء دورانها. أثناء دوران الملف، يتم فتح وإغلاق الأخير مع الأخذ بعين الاعتبار الحقل المغناطيسي، الأمر الذي يولد تيارًا كهربائيًا معكوس الاتجاه كل نصف دورة. يُكمل التيار دورة كاملة للأمام والخلف 60 مرة في كل ثانية، أو 60 هرتز(Hz) (50 هرتز في بعض البلدان). يمكن تشغيل المولدات عن طريق التوربينات البخارية التي يتم تسخينها بواسطة الفحم أو الغاز الطبيعي أو الزيت أو المفاعل النووي. كما يمكن تشغيلها بواسطة توربينات الرياح أو توربينات المياه في السدود الكهرومائية. بعد خروجه من المولد، يمر التيار عبر سلسلة من المحولات، حيث يتم رفعه إلى فولتية أعلى بكثير لغرض النقل.