الأبحاث

البحث  الاول بعنوان

الحث الكهرومغناطيسي

الفصل الدراسي الثاني   للعام 1436هـ - 1437هـ

إعداد

: إبراهيم الخميس

عبدالله الذكرالله

إشراف

المعلم : محمد عبده

المقدمة

مما لاشك فيه ؛ أن هذا الموضوع هو من الموضوعات الهامة في حياتنا ،

ولذا سوف اكتب عنه في السطور القليلة القادمة متمنيا من الله أن ينال إعجابكم ؛

ويحوز على رضاكم ، وأبدأ ممسكا بالقلم مستعينا بالله لأكتب على صفحة فضية كلمات

ذهبية تشع بنور المعرفة بأحرف لغتنا العربية لغة القرآن الكريم .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حث كهرومغناطيسي

الحثّ الكهرومغناطيسيبالإنگليزية: Electromagnetic induction هو إنتاج الفولتية عبر موصل كهربائي واقع في حقل مغناطيسي متغير أو عن طريق انتقال الموصل خلال حقل مغناطيسي ثابت.

الاكتشاف

ينسب إلى مايكل فاراداي اكتشاف ظاهرة الحثّ في عام 1831 مع إنّه لربما توقّع الظاهرة فرانسيسكو زانتيديتشي في 1829. وحوالي أعوام 1830 [1] إلى 1832 [2] توصل جوزف هنري إلى اكتشاف مماثل، لكن لم ينشر نتائجه حتى لاحقا.

النتائج

وجد فاراداي أن القوة الكهروحركية المنتجة حول مسار مغلق تتناسب مع تغيير التدفق المغناطيسي خلال أيّ سطح أحاط به ذلك المسار.

عمليا، هذا يعني أنه سيتم استحاثة التيار الكهربائي في أيةّ دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلال سطح محيط به موصل كهربائي. هذا ينطبق سواء تغيرت قوة الحقل نفسه أو إذا تحرك الموصل خلال الحقل.

ويشكل الحثّ الكهرومغناطيسي أساسا لعمل المولدات، محركات الحثّ، المحولات، وأكثر المكائن الكهربائية الأخرى.

ينص قانون فاراداي للحثّ الكهرومغناطيسي على أن:

حيث   هي القوة الكهروحركية بالفولت.
و ΦB هو التدفق المغناطيسي بالويبر.

وفي حالة لفة من الأسلاك مكونة من N من اللفات فإن قانون فاراداي ينص على أن: 
حيث   هي القوة الكهروحركية بالفولت.
و N هو عدد اللفات في السلك.
و ΦB هو التدفق المغناطيسي بالويب عبر لفة واحدة.

أيضا يعطي قانون لنز اتجاه القوة الكهروحركية المستحاثة كالتالي: يكون اتجاه التيار المستحث في ملف ( موصل ) بحيث يعاكس التغير المسبب له. وبالتالي نجد أن قانون لنز يفسر وجود علامة السالب في المعادلة السابقة.

بعد إكتشاف أن التيار الكهربى ينشأ مجالا مغناطيسيا ، كان من البديهى أن يثار تساؤل عما إذا كان من

الممكن أن ينشأ تيار كهربى عن المجال الكهربى عن المجال المغناطيسى . وقد أمضى العالم الإنجليزى مايكل فاراداى

Michael Faraday سنوات عديدة (1817-1831) محاولا الإجابة على هذا السؤال وأنتهى إلى أكتشاف القانون

المعروف بأسمه في عام (1831) والذى يصف العلاقة بين معدل التغير في فيض المجال المغناطيسى خلال مساحة ما والقوة

الدافعة الكهربية emf الناشئة بالحث في مسار مغلق يحيط بتلك المساحة. وقد استطاع العالم الأمريكى جوزيف

هنرى Joseph Henry التوصل لنفس النتائج في نفس العام.

القوة المحركة الكهربائية الحركية

إن كل إلكترون يحمل شحنة سالبة e في الناقل يخضع لقوة مغنطيسية عمودية على كل من و وتكون جهتها بحيث تدفع الإلكترون باتجاه طرف الناقل عند A. وهكذا تتحرك الإلكترونات الحرة في الناقل متجمعة عند A فتتكون شحنة إضافية سالبة عند A وأخرى موجبة عند B فينشأ حقل كهربائي يتجه من B إلى A وهو يطبق قوةً كهربائية على الإلكترون وتتجه هذه القوة من A إلى B أي بعكس اتجاه القوة المغنطيسية.

وتستمر عملية انتقال الشحنات الموجبة والسالبة كما يستمر تراكمها عند الطرفين A وB من الناقل، ومن ثم يزداد نمو الحقل إلى أن يغدو قادراً على وقف حركة الشحنات، وبذلك تتساوى القوة الكهربائية e والقوة المغنطيسية في القيمة وتتعاكسان في الجهة فتفني إحداهما الأخرى، وتصل الشحنات إلى حالة التوازن التي يكون عندها كمون طرف الناقل عند A أعلى من كمون طرفه عند B.

ويحسب فرق الكمون بين طرفي الناقل A وB، ومن ثم فإن (ق.م.ك)ε المتحرضة بينهما من التكامل الخطي لفرق الكمون العنصري dv بين طرفي عنصر صغير منه dl يقع عند النقطة M والذي يمثل تجول الحقل الكهربائي بين هاتين النقطتين.

وتستخدم في كثير من التطبيقات أجسام ناقلة كبيرة الحجم (ليست سلكية) تُجعل في حقل مغنطيسي متغير أو تتحرك في حقل مغنطيسي ثابت كما في الشكل (3).

إن تجول بين نقطتين A وB من الناقل يختلف باختلاف الطريق الواصل بينهما (الجزء آ من الشكل 3). كما أن القوتين المحركتين الكهربائيتين ε1 وε2 الموافقتين للطريقين مختلفتان، ومن ثم فإن (ق.م.ك) المحصلة في العروة لا تكون معدومة مما يؤدي إلى مرور تيار كهربائي فيها. وتدور هذه التيارات المتحرضة في جسم الناقل وتدعى بالتيارات الدوارة Eddy currents بسبب طبيعتها، وتعرف باسم تيارات فوكو Foucault نسبة إلى كاشفها وهي تيارات غير مرغوب فيها لأنها تسخن الناقل وتسبب ضياعاً للطاقة. بيد أنه يمكن تخفيفها كثيراً بصنع الناقل على هيئة طبقات رقيقة منفصلة بعضها عن بعضها الآخر بعازل لزيادة المقاومة وانقاص التيار إلى حد كبير.

قانون فاراداي

ينص قانون فاراداي في التحريض على أن (ق.م.ك) المتحرضة ε في دارة تساوي معدل تغير التدفق f الذي يجتاز الدارة وتعاكسه في الإشارة.

الحقول الكهربائية المتحرضة

إذا كانت النواقل ساكنة في مواضعها، فلا شك في أن التغير في التدفق المغنطيسي الذي يجتاز الناقل يمكن أن يسببه حقل مغنطيسي متغير. ولا بد من استنتاج أن التيار المتحرض في الوشيعة يسببه حقل كهربائي متحرض. إن مثل هذا الحقل لا تولده شحنة كهربائية بل يولده الحقل المغنطيسي المتغير. وهو يختلف عن الحقل الكهربائي الناتج عن شحنات كهربائية ساكنة، ولتأكيد الاختلاف بين هذين الحقلين فقد جرت العادة على تسمية الحقل الكهربائي المتحرض بالحقل الكهربائي غير الساكن، ويرمز له بـ En.

وإن الحقل الكهربائي المتحرض حقل غير محافظ لأن تكامله الخطي على طريق مغلق لا يساوي الصفر على عكس الحقل الكهراكدي.

قانون لينز

ينص قانون لِنتز Lenz’s law على ما يأتي: «إن جهة (ق.م.ك) المتحرضة (أو التيار الناتج عنها) تعاكس السبب الذي أدى إلى حدوثها». وتشير إشارة الناقص في قانون فارادي إلى هذا التعاكس.

إذا كان «السبب» ناتجاً عن حركة المغنطيس كما في الشكل (4). فإن الجزء (آ) منه يشير إلى زيادة التدفق في الوشيعة لذا يجب أن يتحرض فيها تيار i تكون جهته بحيث يكون وجه الوشيعة شمالياً N كما هو مبين في الشكل (4 ـ أ) وكذلك تعيَّن جهة التيار المتحرض لدى ابتعاد المغناطيس عن الوشيعة بحيث يكون وجه الوشيعة جنوبياً .

وفي كل الأحوال ومهما يكن سبب تغير التدفق المغنطيسي في الوشيعة فإن جهة التيار المتحرض المار فيها تكون بحيث تؤدي إلى حقل مغنطيسي يعطي تدفقاً يعاكس التغير الذي طرأ على التدفق المحرِّض.

ويعد قانون لِنتز صيغة أخرى لمبدأ انحفاظ الطاقة الذي يجب أن يبقى ساري المفعول في هذه الجملة.

فاعتماداً على هذا المبدأ، يعني مرور التيار صرف طاقة كهربائية في دارة لا تحتوي على منبع للطاقة. وبما أن سبب التيار هو الحركة فإن هذه الطاقة يجب أن تكون معادلة للعمل المبذول من الوسيط الخارجي الذي يقوم بالحركة والذي يلاقي قوة تقاوم هذه الحركة.

كمية الكهرباء المحرَّضة

تؤدي كمية الكهرباء المحرّضة دوراً يشير إلى مجمل ما حدث. ويمكن أن تحسب بفرض أن للوشيعة التي يمر فيها التيار في الأشكال (1) أو (4) مقاومة غير مهملة تساوي R، فإن (ق.م.ك) المتحرضة فيها تولد تياراً i يعطى بالعلاقة:

تطبيقات التحريض الكهرمغنطيسي

لظاهرة التحريض الكهرمغنطيسي عددٌ من التطبيقات فيما يلي بعضها:

المولدات التحريضية

وهي تعطي قوة محركة كهربائية إما متناوبة كما في المنوبات، أو متصلة كما في الدينامو. ويعتمد مبدأ تشغيلها على تغير التدفق في وشيعة تدور في مجال يوجد فيه حقل مغنطيسي ثابت.

محولات التيار المتناوب

تتألف المحولة من دارة أولية مقترنة مغنطيسياً مع دارة ثانوية. إذا مر تيار متناوب في الأولية تحرض تيار متناوب في الثانوية بسبب التدفق الذي يجتازها لأنه ينتج عن حقل مغنطيسي متغير يولده تيار الأولية المتناوب.

المحركات الكهربائية

يعتمد مبدأ تشغيل المحرك على مرور تيار كهربائي في وشيعة موضوعة في حقل مغنطيسي، فتؤثر فيها قوى مغنطيسية لها عزم يؤدي إلى دورانها.

المراجع

 "التحريض الكهرمغنطيسي". الموسوعة العربية.

^ تعريف حقل مغناطيسي

^ تعريف حقل مغناطيسي 2

^ Griffiths, David J. (1999). Introduction to Electrodynamics (الطبعة 3rd). Prentice Hall. صفحة 438.

الخاتمة

وهكذا لكل بداية نهاية ، وخير العمل ما حسن آخره وخير الكلام ما قل ودل وبعد هذا الجهد المتواضع أتمنى أن أكون موفقا في سردي للعناصر السابقة سردا لا ملل فيه ولا تقصير موضحا الآثار الإيجابية والسلبية لهذا الموضوع الشائق الممتع ، وفقني الله وإياكم لما فيه صالحنا جميعا .

بحث بعنوان

المجال المغناطيسي

الفصل الدراسي الثاني   للعام 1436هـ - 1437هـ

إعداد

: إبراهيم الخميس

عبدالله الذكرالله

إشراف

المعلم : محمد عبده

  

المقدمة

مما لاشك فيه ؛ أن هذا الموضوع هو من الموضوعات الهامة في حياتنا ،

ولذا سوف اكتب عنه في السطور القليلة القادمة متمنيا من الله أن ينال إعجابكم ؛

ويحوز على رضاكم ، وأبدأ ممسكا بالقلم مستعينا بالله لأكتب على صفحة فضية كلمات

ذهبية تشع بنور المعرفة بأحرف لغتنا العربية لغة القرآن الكريم .

المجال المغناطيسي أو الحقل المغناطيسي

ويسمى أحياناً بالحث المغناطيسي (بالإنكليزية: Magnetic Field)

وهي قوة مغناطيسية تنشأ في الحيز المحيط بالجسم المغناطيسي أو الموصل الذي يمر به تيار كهربائي، أو بتعبير أبسط يمكن وصفها بأنها المنطقة المحيطة بالمغناطيس ويظهر فيها أثره (على مواد معينة). إذا وضعت إبرة بوصلة في المجال المغناطيسي ذو قوة ما فإنها توجه نفسها في اتجاه معين في كل جزء من المجال والخطوط المرسومة في اتجاه الإبرة عند النقط المختلفة تحدد الوضع العام للخطوط التي هي عليها القوة المغناطيسية في المجال.^[1][2]

يمكن مشاهدة توزيع المجال المغناطيسي بنثر برادة الحديد على ورقة موضوعة على قضيب مغناطيسي أو ورقة يمر خلالها سلك يمر به تيار كهربائي. التيارات الخارجية تتجه منالشمال إلى الجنوب والتيارات الداخلية تتجه من الجنوب إلى الشمال.ويمكن إنشاء حقل مغناطيسي بتمرير تيار كهربائي بسلك ما حيث تتشكل دوائر مغناطيسية حول السلك ومركزها السلك نفسه. حيث أن التيار الكهربائي يولّد مجالاً مغناطيسياً والعكس صحيح. نستطيع معرفة اتجاهه باستخدام قاعدة اليد اليمنى حيث يشير الإبهام إلى جهة التيار وبقية الأصابع تشير باتجاه الحقل المغناطيسي. ويمكن تكبير مجال الحقل المغناطيسي بواسطة تكبير الذبذبات الخارجة من المادة عن طريق إمرار تيار كهربائي من الشمال إلى الجنوب.

كل الجسيمات المشحونة المتحركة تُنتج حقلاً مغناطيسياً. وتنتج بعض الجسيمات، مثل الإلكترونات، حقولاً مغناطيسية معقدة لكن معروفة جيداً، حيث تعتمد على شحنة وسرعة وتسارع الجسيمات. تتشكل الخطوط المغناطيسية في "دوائر متحدة المركز" حول موصل اسطواني لحامل التيّار، مثل قطعة من سلك. ويُمكن تحديد اتجاه حقل مغناطيسي كهذا باستخدام "قاعدة قبضة اليد اليمنى". وتتناقص قوة المجال المغناطيسي في تناسب عكسي مع مربع المسافة بينه وبين الموصل.انحناء السلك الحامل للتيّار إلى حلقة يركّز المجال المغناطيسي داخلها في حين يُضعفه خارجها. وانحناء سلك إلى عدة حلقات متقاربة - أو متباعدة - لتشكل ملفاً يعزز ويزيد هذا التأثير. وسلك حول مركز حديدي يُمكن أن يخلق مغناطيساً كهربائياً، يولّد بدوره مجالاً مغناطيسياً قوياً وقابلاً للتحكم بسهولة. يملك مغناطيس كهربائي لا نهائي الطول مجالاً مغناطيسياً منتظماً داخله، ولا يملك واحداً خارجه. أما المغناطيس الكهربائي محدود الطول فيولّد جوهرياً نفس المجال المغناطيس لـ"مغناطيس دائم" منتظم من نفس الحجم والشكل، وتعتمد قوّته وقطبيه على التيار المتدفق من خلال الملف.

المجالان المغناطيسيانB و H الناشئة من مغنطة قضيب من الحديد . المغنطة ممثلة باللون الأزرق. فوق  : يتسبب التيار المار في الملف في إنتاج المجال B (أحمر) . تحت : يتسبب قطبي المغناطيس الذاتي في انتاج مجال مغناطيسي H (أخضر) . المجالان المغناطيسيان الناشئانBو H متماثلان في الخارج ولكنهما مختلفان في الداخل.

مصطلح "المجال المغناطيسي" يستخدم للإشارة إلى نوعي مجالات مختلفين، يُرمز لهما بـ"B" و"H". وهناك العديد من الأسماء البديلة لكليهما، يُمثّل "B" تدفق المجال المغناطيسي و "H" كثافة المجال المغناطيسي، لكن لتجنب الخلط استخُدم في هذا المقال اسما "دفق المجال-B" و"كثافة المجال-H" فقط. يمكن تعريف "مجال-B" بالعديد من الطرق المتشابهة المرتكزة على تأثيراته على محيطه.

مثلاً، جسيم يملك شحنة كهربائية (q) ، يتحرك في "دفق المجال المغناطيسي B" بسرعة v ، فيؤثر عليه المجال بقوة F :

تسمى تلك القوة قوة لورتنز.

وحيث أن علامة الضرب هنا (×) فهو ضرب إتجاهي ، بمعنى أن إتجاه القوة المؤثرة على الشحنة المتحركة يكون عمودياً على كل من إتجاه الدفق المغناطيسي الخارجي وإتجاه حركة الشحنة أيضاً، في تجارب معجلات الجسيمات تسلط على الجسيمات المشحونة السريعة مجالاً مغناطيسياً من الخارج فتنحرف عن مسارها الخطي ، ونجد أن إنحرافها إلي اليمين إذا كانت مثلاً سالبة الشحنة أو تنحرف يساراً إذا كانت موجبة الشحنة ، أي أن إنحراف الجسيمات المشحونة عن مسارها عند مرورها خلال مجال مغناطيسي نحو اليمين أو اليسار يدل على نوع شحنتها ، كما أن مقدار إنحرافها يعتمد على سرعتها وعلى كتلتها أي كمية حركتها .

وحسب قانون لورنتز فالمجال المغناطيسي الناشئ عن تيار كهربائي ليس سوى مجال ناشئ عن شحنات متحركة وهي الإلكترونات ، ولهذا يزول المجال المغناطيسي بإنقطاع التيار.

يُقاس "مجال-B" بنظام الوحدات الدولي بوحدات: التسلا والغاوس وس-غ-ث.

الحقل المغناطيسي والتيار الكهربائي[

ينتشر المجال المغناطيسي على شكل خطوط من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي للمغناطيس.

المجال المغناطيسي لقضيب مغناطيس . خطوط المجال المغناطيسي تشير إلى إتجاه المجال عند نقاط مختلفة .

كل الجسيمات المشحونة المتحركة تُنتج حقلاً مغناطيسياً حولها. وتنتج بعض الجسيمات، مثل الإلكترونات، حقولاً مغناطيسية معقدة لكن معروفة جيداً، حيث تعتمد على شحنةوسرعة وتسارع الجسيمات^[3].

تتشكل الخطوط المغناطيسية في "دوائر متحدة المركز" حول سلك يمر فيه تيّار كهربائ . ويُمكن تحديد اتجاه حقل مغناطيسي كهذا باستخدام "قاعدة قبضة اليد اليمنى". وتتناقص قوة المجال المغناطيسي في تناسب عكسي مع مربع المسافة من السلك .

انحناء السلك الحامل للتيّار إلى حلقة يركّز المجال المغناطيسي داخلها ، وتتجه خطوط المجال المغناطيسي الناشئ إلى خارج الحلقة وتلف وتعود من الجهة الإخرى للحلقة المار فيها التيار ، حيث تكمل خطوط المجال المغناطيسي دورتها . وتقل قوتها خارج حلقة السلك .

المجال المغناطيسي في مقطع ملف أسطواني: العلامة „ × “ (اتجاه التيار يدخل الصفحة) وعلامة „·“ (التيار يخرج من الصفحة).

تمثيل المجال المغناطيسي لملف ذو 10 لفات. (المحور الرأسي يعطي شدة المجال B ).

عندما نلف السلك إلى عدة حلقات لتشكيل ملفاً فإن ذلك يتسبب في زيادة شدة المجال المغناطيسي الناشئ رغم ثبات شدة التيار الكهربائي المار في الملف. وتزداد شدة المجال المغناطيسي الناشيء بزيادة عدد اللفات .

وعندما توضع قطعة من الحديد داخل ملف يمر فيه تيار يشتد المجال نظرا لخاصية الحديد المغناطيسية (يتكون الحديد العادي من حبيبات صغيرة لها مغناطيسية ذاتية ولكنها متفرقة الاتجاه ). و يتولّد مجالاً مغناطيسياً قوياً وقابلاً للتحكم . الحديد من المواد ذات مغناطيسية حديدية حيث تكمن مغناطيسيته في حبيبات صغيرة و لكن اتجاهات المغناطيسية في الحبيبات تكون موزعة عشوائيا بحيث تكون المحصلة المغناطيسية لقطعة الحديد مساوية للصفر. وعندما توضع قطعة الحديد في مجال مغناطيسي داخل ملف فيه تيار كهربائي يؤثر هذا المجال المغناطيسي للملف على قطعة الحديد وتنتصب " معظم" اتجاهات مغناطيسية الحبيبات في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي مما يزيد من شدة المجال المغناطيسي كثيرا . وعندما ينقطع ينقطع التيار تختفي القوة المؤثرة على مغناطيسية الحبيبات وتعود اتجهات مغناطيسية الحبيبات إلى اتجاهاتها العشوائية ، وتختفي مغناطيسية قطعة الحديد. لهذا نقول أن قطعة الحديد لها مغناطيسية "كامنة" فيها . تظهر خاصية المغناطيسية الحديدية في الحديد و الكوبلت و النيكل و سبائكها .

وترجع خاصية المغناطيسية الحديدية للحديد والكوبلت والنيكل إلى بنيتها الذرية ، فكل ذرة منهم لها مغناطيسية ذاتية [أنظر تآثر متبادل).

يملك مغناطيس كهربائي لا نهائي الطول مجالاً مغناطيسياً منتظماً داخله، ولا يملك واحداً خارجه. أما المغناطيس الكهربائي محدود الطول فيولّد نفس المجال المغناطيسي لـ"مغناطيس دائم"^{[ملاحظة 1]} منتظم من نفس الحجم والشكل، وتعتمد قوّته وقطبيّته على التيار الكهربائي المار في الملف واتجاهه.

القوة المغناطيسية

يؤثر المجال المغناطيسي بقوة قدرها   على شحنة   تتحرك ، وتسمى تلك القوة "قوة لورنتز" :

,

وهي تتناسب مع سرعة   الجسيم المشحون ، واتجاه القوة يكون عموديا على خطوط المجال المغناطيسي وكذلك عموديا على اتجاه حركة الجسيم . تستغل تلك الظاهرة في كثير من الأجهزة مثل المولدات الكهربائية وفي معجلات الجسيمات وكذلك تستخدم في هيئة ملفات لانحراف شعاع من جسيمات مشحونة . ولا يحدث تبادل للطاقة وإنما تآثر (ملحوظة: في تلك المولدات و المحركات يأتي التأثير من المجال المؤثر).

ويؤثر المجال المغناطيسي على المغناطيسات والمواد القابلة للمغنطة (مثل فريمغناطيسية بعض المواد الغير فلزية ، تسمى فريت و مواد المغناطيسية الحديدية مثل الحديد والنيكل). المعناطيسات المستطيلة والعينات الحديدية المستطيلة توجه نفسها لاتخاذ اتجاه خطوط المجال المغناطيسي الخارجي أو تكون في اتجاه عكسي ، أي أن القطب الجنوبي لمغناطيس تأخـذ اتجاه خطوط المجال إلى القطب الشمالي للمغناطيسي المؤثر . ويستغل هذا التأثير مثلا في البوصلة حيث يتكون مؤشر البوصلة من مغناطيس ذو قطبين ، ويتجه القطب الجنوبي للإبرة إلى اتجاه الشمال للمجال المغناطيسي للأرض. كما تستحدم المغناطيسات كثيرا للشد والنقل وتستخدم المغناطيسات الكهربائية لرفع الأثقال في الرافعات.

ونظرا لتجاذب الأقطاب المختلفة وتنافر الأقطاب المتماثل يقترب القطبين المختلفين لمغناطيسين من بعضهما البعض. و في حالة مغناطيسين ذوي مجالين "غير متجانسين " ، أي تختلف شدة مجالهما من مكان إلى مكان بشدة ، ففي تلك الحالة يتجاذب المغناطيسان . وسبب تلك الظاهرتين يكمن في أن المغناطيسان يحاولان اتخاذ وضع تقل فيه الطاقة - إذ تتفاعل القوى دائما بطريقة بحيث تنخفض معها الطاقة الكلية للمجال عندما تتبعها المغناطيسات . وعند وصف تلك القوة بالصيغة الرياضية فإننا نحسب التدرج للمجال المغناطيسي.

عند توجه المغناطيسات والأجسام المغناطيسية في اتجاه محال مغناطيسي تتبادل معه طاقة - عندما يتبع الجسم القوة المؤثرة تقل مجموع طاقات المجال وينشأ شغل ميكانيكي . ولإبعاد مغناطيسان عن بعضها فلا بد من أن نؤدي شغلا ميكانيكيا ، وبذلك تزداد طاقة المجال للمجال الكلي الناشيئ. وتبقى مغناطيسية المغناطيسين ولا تُفقد . وإذا كان جسمان ممغنطان عن طريق ملفين فيمكن أيضا تبادل طاقة كهربائية بينهما . وقد ابتكرت باستغلال تلك الظاهرة أنواع من المحركات ، (محرك الممانعة و محرك خطوي) .

المجال المغناطيسي الأرضي

مغناطيسية أرضية

توضيح المجال المغناطيسي للأرض.

المجال المغناطيسي للأرض والذي يمنع الرياح الشمسية من الوصول إلى الغلاف الجوي.

الأرض هي الوحيدة من الكواكب الصخرية في النظام الشمسي التي تملك مجالاً مغناطيسياً. وهو يتشكل بفعل الصهارة المشحونة كهربائياً التي تتحرك داخل الأرض في طبقةالدثار (وذلك طبقاً لقاعدة أن التيار الكهربائي يولّد مجالاً مغناطيسياً). ولهذا المجال المغناطيسي أهمية كبيرة للحياة على الأرض، وذلك لأن الرياح الشمسية تسبب تآكل الغلاف الجوي (وهذا ما يحدث في بقية الكواكب الصخرية في النظام الشمسي، حيث تآكل جزء كبير من أغلفتها الجوية). بينما يعمل المجال المغناطيسي للأرض على حمايتها من الرياح الشمسية ويمنع وصولها إلى الغلاف الجوي. إضافة إلى ذلك، لولا المجال المغناطيسي لما وُجد اختراع البوصلة (لأن البوصلة تتجه نحو القطب الشمالي المغناطيسي للأرض)، والتي كانت لها أهمية كبيرة عبر العصور في معرفة الاتجاهات أثناء السفر والترحال.

خصائص المغناطيس

1- له قطبان شمالي وجنوبي عند تعليقه تعليقاً حراً فانه يتجه شمالاً وجنوباً.

2- تتركز قوة الجذب المغناطيسي في قطبيه وتقل في المناطق الأخرى.

3- الأقطاب المختلفة في النوع تتجاذب والمتشابهة في النوع تتنافر.

4- إذا قُطع المغناطيس من أي منطقة فيه فانه يتكون له قطبان ولا يمكن أن يكون له قطب منفرد عمليا.

المراجع

^ تعريف حقل مغناطيسي

^ تعريف حقل مغناطيسي 2

^ Griffiths, David J. (1999). Introduction to Electrodynamics (الطبعة 3rd). Prentice Hall. صفحة 438.

الخاتمة

وهكذا لكل بداية نهاية ، وخير العمل ما حسن آخره وخير الكلام ما قل ودل وبعد هذا الجهد المتواضع أتمنى أن أكون موفقا في سردي للعناصر السابقة سردا لا ملل فيه ولا تقصير موضحا الآثار الإيجابية والسلبية لهذا الموضوع الشائق الممتع ، وفقني الله وإياكم لما فيه صالحنا جميعا .