كيف تكتشف وجود مجال مغناطيسي؟ المجال المغناطيسي هو أحد الموضوعات الفيزيائية التي تحير العلماء حول مصدر وطبيعة وآلية عمل الطاقة التي يحملها المغناطيس ، والتي تجذب الأجسام وتتأثر بالطاقة المغناطيسية ، وهي مبنية على ما سبق. ، سيمنحك الموقع المرجعي الفرصة للتعرف على المعنى المقصود للمجال المغناطيسي وطرق الكشف. من خلال مراجعة التجارب العلمية السابقة حول هذا الموضوع ونتائجها المادية.
حقل مغناطيسي
يشير المجال المغناطيسي إلى القوة المغناطيسية التي تنشأ في النطاق المحيط بجسم مغناطيسي أو كائن بسبب تيار كهربائي يتدفق خلاله ، وبعبارات أبسط ، يمكننا القول أن المجال المغناطيسي هو المنطقة المحيطة بالمغناطيس الذي يوجد فيه تقع. يؤثر على أنواع معينة من المواد ، على سبيل المثال تأثيره على إبرة البوصلة ، طالما أن البوصلة في مجالها المغناطيسي ، فإنها تتحول حتماً نحو مركز المجال المغناطيسي ؛ يتأثر بالمجال المغناطيسي ، ولذا يمكننا اعتبار القوة الناتجة عن الشحنات الكهربائية التي تعمل على الأسلاك في المجال المغناطيسي هي التفسير العلمي لدوران المحركات الكهربائية.
كيف تكتشف وجود مجال مغناطيسي؟
يمكننا أن نلاحظ توزيع المجال المغناطيسي عن طريق نثر نشارة حديدية صغيرة على قطعة من الورق موضوعة على قضيب مغناطيسي أو على ورقة مقطوعة بواسطة سلك متصل بتيار كهربائي.نظرًا لأنها ، على عكس التيارات الداخلية ، تشكل تيارات توجه تيارات خارجية من الشمال إلى الجنوب ، نلاحظ أن “برادة الحديد مرتبة في خطوط مستقيمة ، والأخرى مقوسة ، بحيث تتركز حول القطبين وتتحرك في نفس الوقت بعيدًا عنهما. . ” تتحرك التيارات في اتجاهين متعاكسين ويمكن إنشاء مجال مغناطيسي ، حيث يمر تيار كهربائي عبر سلك مكونًا دوائر مغناطيسية حول السلك بمركز السلك. يمكن للتيار الكهربائي أن يخلق مجالًا مغناطيسيًا والعكس صحيح. لكن كيف يمكننا معرفة اتجاهها؟
أكدت التجارب أن اليد اليمنى تساعد في حل المحلول. فإذا استقرت اليد اليمنى على قاعدة راحة اليد ، فسيكون اتجاه الإبهام باتجاه التيار الكهربائي ، واتجاه المجال المغناطيسي للباقي . يمكن التحكم في المجال المغناطيسي ، لذلك نقوم بزيادته عن طريق زيادة التيار الكهربائي المتجه من الشمال إلى الجنوب.
ما هي خطوط المجال المغناطيسي؟
خطوط المجال المغناطيسي هي خطوط تخيلية يمكن استخدامها لرسم رسم بياني للمجال المغناطيسي ، وقد عرّفها الفيزيائيون على أنها خط وهمي يرسم حركة وحدة القطب الشمالي الافتراضية للمغناطيس ويسمح لنا برؤية خروج الجسم. التيار من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ودخوله من الجانب الجنوبي إلى الجانب الشمالي من خارج المغناطيس.[1]
أنظر أيضا: التي تنتجها الموجات الكهرومغناطيسية
يسرد خصائص خطوط المجال المغناطيسي
أي مجال مغناطيسي له خصائص عديدة يمكن للباحث ملاحظتها بسهولة بتجارب بسيطة ، ويمكن تلخيص هذه الخصائص على النحو التالي:
- بسبب اختلاف القوة المغناطيسية ، تتكاثف الخطوط الوهمية حول القطبين وتنخفض في المناطق المتبقية ، وتصبح أقوى مع اقترابها من القطبين.
- يتناسب عدد خطوط المجال المغناطيسي طرديًا مع قوة المجال المغناطيسي.
- إنها خطوط مغلقة (أي مغلقة) ، بمعنى أنها تمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي ، وعلى عكس التيار الكهربائي ، حيث توجد شحنة كهربائية وحدها ، لا يمكن أن يكون هناك مجال مغناطيسي لقطب واحد.
- لا يمكن أن تتقاطع هذه الخطوط ، إذا حدث ذلك ، فهذا يعني أن المغناطيس يحتوي على أكثر من مجال واحد ، وهو ما لا يعتبر عمليًا.
- يتغير اتجاه المجال المغناطيسي وفقًا لاتجاه خطوطه ، ويمكن أن يكون منحنيًا أو مستقيمًا.
- قيمة التدفق المغناطيسي داخل السطح المغلق هي صفر لأن عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تخترق السطح المغلق من الداخل إلى الخارج يساوي تمامًا عدد خطوط المجال المغناطيسي من الخارج إلى الداخل.
قانون المجال المغناطيسي
تعني قوة المجال المغناطيسي مقدار القوة المؤثرة على الجسيم المشحون كهربائيًا ؛ لذلك نقسمها على السرعة اللحظية للجسيم مضروبة في حجم الشحنة الكهربائية وقوة المجال المغناطيسي. نظرًا لأنه يمكن قياس المنطقة بجهاز يسمى مقياس جوس ، فإن الصيغة الرياضية للقانون هي:
شدة المجال المغناطيسي = القوة المغناطيسية المؤثرة على الجزيء ÷ (السرعة اللحظية للجسيم المشحون × حجم الشحنة الكهربائية) ، ولكل من هذه المفاهيم وحدتها القياسية الخاصة بها على النحو التالي:
شدة المجال المغناطيسي (ب) = تسلا (ر)
القوة المغناطيسية المؤثرة على الجزيء ورمزها (f) = نيوتن والرمز (ن).
السرعة اللحظية للجسيم المشحون (ت) = وحدة متر / ثانية والرمز (م / ث).
حجم ورمز الشحنة الكهربائية هو (q) = الوحدة كولوم والرمز (ج).
لذلك أصبحت معادلته الرياضية: (ب = و / (ف * ت).
أنظر أيضا: يطلق عليهم الأقراص المغناطيسية في القرص الصلب.
لماذا يسمى أقطاب المغناطيس الشمال والجنوب؟
ينظر الفيزيائيون إلى الأرض على أنها مغناطيس كبير بقطبين ، قطب شمالي وقطب جنوبي ، وبما أن أقطاب الشحنات المختلفة تجتذب بعضها البعض ، نجد أنه إذا علقنا مغناطيسًا صناعيًا بحرية ، فإن نهايته الحرة ستشير نحو المغناطيس عمود. إنه شمال ومعروف للعالم بالقطب الشمالي وبالتالي فإن الجانب المواجه للشمال يسمى القطب الشمالي بينما الجانب الآخر المتجه نحو القطب الجنوبي يسمى القطب الجنوبي.
خصائص المغناطيس
للمغناطيس العديد من الميزات التي يمكن استخدامها في حياتنا اليومية:
- يحتوي المغناطيس على قطبين شمالي وجنوبي وسيشير بالتأكيد إلى الشمال إذا كان معلقًا بحرية.
- الأقطاب هي المراكز الرئيسية التي تتركز فيها القوة المغناطيسية.
- قطبي المغناطيس لهما أيضًا شحنات مختلفة ، لذلك إذا كانت هناك أقطاب ذات شحنات مختلفة ، فسوف تجتذب بعضها البعض وإذا كان للأقطاب نفس الشحنات فسوف تتنافر.
- إذا تم قطع المغناطيس ، فسيكون لأي جزء منه قطبان ، حتى لو كانا بأحجام مختلفة ، ولا يمكن أن يكون مغناطيسًا عمليًا بقطب واحد.
يستخدم المغناطيس
دخلت المغناطيسات جميع مجالات الحياة واليوم نجدها في أدوات كهربائية ولها استخدامات متنوعة في المنزل والطب الحديث وغيرها ، ومن الاستخدامات الشائعة للمغناطيس:
- وتشارك في تصنيع المولدات الكهربائية والمحركات الميكانيكية.
- يدخل صناعة الجرس.
- ساهم مبدأ الدفع والجذب في تطوير صناعة السكك الحديدية والقطارات ومشاريعها.
- تساعد المغناطيس بائع الحلوى في فتح بعض أنواع الصناديق.
- دخل المغناطيس عالم الرافعات الضخمة في الموانئ وغيرها.
- يساعد في معرفة الاتجاهات عن طريق تحديد الشمال المغناطيسي باستخدام البوصلة.
أنظر أيضا: إذا كانت أقطاب المغناطيس مختلفة ، فستكون بينهما.
هكذا؛ من خلال إلمامنا بالاستخدامات الشائعة للمغناطيس ، وصلنا إلى نهاية موضوع بحثنا. كيف تكتشف وجود مجال مغناطيسي؟ بفضل فقراته ، تعلمنا معنى وقوة المجال المغناطيسي ، وكذلك قانون حساب خصائصه.
