من الصورة أمامك أي المغانط الكهربائية ذات قوة جذب أكبر، مغناطيس كهربي في الفيزياء والهندسة الكهربائية هو مغناطيس يتولد مجاله المغناطيسي عن طريق مرور تيار كهربائي منتظم في ملف (أو سلك). ويختفي المجال المغناطيسي المتولد عندما ينقطع التيار. وتستخدم المغناطيسات الكهربائية كثيرا في المحركات الكهربائية وفي المولدات الكهربائية وومكبرات الصوت وفي أجهزة تصوير بالرنين المغناطيسي وفي أجهزة الأقراص الصلبة لتخزين المعلومات وفي الرافعات الثقيلة وأجهزة علمية كثيرة .
فكرته
عندما يمر تيار كهربائي في سلك يتولد مجال مغناطيسي حوله (انظر أسفله). وبغرض تركيز المجال المغناطيسي المتولد يُشكل السلك عل هيئة الملف مكون من عدة لفات للسلك تجاور اللفة أختها. وتمر خطوط المجال المغناطيسي المتولد داخل الملف مولدة مجال مغناطيسي قوي.
قلب الملف
يكون قلب ملف المغناطيس الكهربي عادة من الحديد ، وهو مكون من حبيبات مغناطيسية تشكل كل واحدة منها مغناطيسا ذاتيا صغيرا (مقطع الحبيبة نحو 10 ميكرومتر أو أصغر، انظر مغناطيسية حديدية). وقبل تمرير التيار الكهربائي في الملف تكون الحبيبات المغناطيسية في القلب لحديدي للملف متخذة اتجاهات عشوائية، فتلغي مغناطيسية الحبيبة مغناطيسية الأخرى ولا يبين الحديد في تلك الحالة آية مجال مغناطيسي.
وعندما يمر تيار في حلقات سلك الملف المحيطة بالقلب الحديدي، يتخلل المجال المغناطيسي المتولد في الملف في الحديد ويعمل على توجيه مغناطيسية الحبيبات في اتجاهه، بذلك يزداد المجال المغناطيسي في قلب الملف وينتشر خارج وحول الملف. وكلما زادت شدة التيار الكهربائي في الملف كلما زاد عدد الحبيبات التي توجه مجالها في اتجاه المجال المغناطيسي للملف، كلما زاد شدة المجال الناشيئ الكلي. وعندما تصبح مغناطيسية جميع الحبيبات في نفس اتجاه المجال المغناطيسي للملف وتصل حالة تشبع مغناطيسي في قطعة حديد قلب الملف، تزيد شدة المجال المغناطيسي ببطء بسبب ظاهرة المغناطيسية المسايرة فقط، وهي أقل نحو 1000 مرة عن المغناطيسية الحديدية.
وعند قطع تيار الملف تفقد الحبيبات توجيه مغناطيسيتها الذاتية وتعود إلى حالة توزيعها العشوائي ثانيا ويختفي المجال المغناطيسي. ولكن بعض الحبيبات تحافظ على اتجاه مغناطيسيتها الذاتية بسبب معوقات في المادة، مما يجعل قلب الملف يبدي شيئا من المغناطيسية الذاتية. تسمى تلك الظاهرة مقاومة مغناطيسية (حيث تقاوم المادة فقد مغناطيسيتها). ويمكن إزالة مغناطيسية الاستبقائية (الباقية) في حديد القلب عن طريق معالجته بمجال مغناطيسي معاكس .
مكونات المغناطيس الكهربائي
المكونات الأساسية للمغناطيس الكهربائي هي السلك ومصدر الطاقة، قد يكون مصدر الطاقة تيار متردد (تيار متردد) أو تيار مستمر (تيار مباشر)، كما أن السلك قد يكون بأي شكل، وتعتمد قوة المجال المغناطيسي على عوامل مثل قيمة التيار وعدد الملفات في السلك والمادة المصنوع منها، على سبيل المثال، المغناطيسات الكهربائية المصنوعة من الموصلات الفائقة قوية بما يكفي لرفع قطارات ماجليف التي تستخدم في أجزاء من أوروبا وآسيا.
تطبيقات المغناطيس الكهربائي
تعتبر الكهرومغناطيسية مبدأ أساسي للعمل في العديد من الأجهزة، ويدخل المغناطيس الكهربائي بالعديد من التطبيقات، أهمها:
- الأجهزة المنزلية تستخدم معظم الأجهزة الكهربائية المستخدمة في المنزل الكهرومغناطيسية كمبدأ عمل أساسي، تتضمن بعض استخدامات المغناطيس الكهربائي في المنزل المروحة الكهربائية، وجرس الباب الكهربائي، والأقفال المغناطيسية، وما إلى ذلك، مثلًا في المروحة الكهربائية، يحافظ الحث الكهرومغناطيسي على دوران المحرك وتشغيل شفرة المروحة للدوران، أيضًا في جرس الباب الكهربائي عند الضغط على الزر، نظرًا للقوى الكهرومغناطيسية، يتم تنشيط الملف ويصدر صوت الجرس.
- المجال الطبي تدخل المغناطيسات الكهربائية أيضًا في المجال الطبي، إذ يعد فحص التصوير بجهاز الرنين المغناطيسي، وهو جهاز يستخدم المغناطيسات الكهربائية، ويعمل على مسح جميع التفاصيل الدقيقة في جسم الإنسان بمساعدة الكهرومغناطيسية.
- أجهزة تخزين الذاكرة وأجهزة الكمبيوتر يتم تخزين البيانات الموجودة في أدوات الكتب الإلكترونية والهواتف بالتنسيق الكهرومغناطيسي، كما تحتوي أجهزة الكمبيوتر أيضًا على شريط مغناطيسي يعمل على مبدأ الكهرومغناطيسية، حتى في السابق كان للمغناطيسات الكهربائية دور كبير في تخزين البيانات.
- أجهزة الاتصال ودوائر الطاقة بدون المغناطيسات الكهربائية، لا يمكن أن تتشكل الهواتف المحمولة والهواتف التي يتم استخدامها لإجراء مكالمات هاتفية عبر مسافة طويلة، إذ تجعل النبضات الكهرومغناطيسية وتفاعل الإشارات الهواتف المحمولة والهواتف سهلة الاستخدام للغاية.
الفرق بين المغناطيس الكهربائي والمغناطيس العادي
يعمل المغناطيس الكهربائي بنفس الطريقة التي يعمل بها المغناطيس العادي، إذ لديه قطب شمالي وآخر جنوبي، وينطبق عليه نفس القوانين، على سبيل المثال، تتنافر أقطاب المغناطيس الكهربائي الشمالية مع الأقطاب الشمالية للمغناطيسات الأخرى ولكنها تجذب الأقطاب الجنوبية، ولكن على عكس المغناطيسات العادية، يتم تصنيعها بحيث يكون مجالها المغناطيسي غير دائم، لذلك يتلاشى عند انقطاع الكهرباء، كما أن المغناطيس الكهربائي قادر على عكس قطبيه الشمالي والجنوبي، وهي ميزة يفتقر إليها المغناطيس العادي.
-
السؤال: من الصورة أمامك أي المغانط الكهربائية ذات قوة جذب أكبر
-
الإجابة: B