ا مجالمغناطيسي هي منطقة من الفضاء حيث الشحنات الكهربائية في الحركة تخضع لعمل أ القوة المغناطيسيةقادرة على تغيير مساراتها. المجال المغناطيسي هو نتيجة حركة الشحنات الكهربائية ، كما في حالة السلك الذي ينقل التيار الكهربائي أو حتى في تذبذب الجسيمات دون الذرية ، مثل الإلكترونات.
خصائص المجال المغناطيسي
بالنسبة الى SI, وحدة قياس المجال المغناطيسي هي تسلا (T) ، تكريما لواحد من كبار علماء الظواهر المغناطيسية ، نيكولا تيسلا (1856-1943). المجال المغناطيسي é المتجه, فضلا عن الحقل الكهربائي أو ال مجال الجاذبيةلذلك ، يعرض خصائص المعامل والاتجاه والحس.
يمكن إنتاج هذا النوع من الحقول بواسطة مغناطيس طبيعي واصطناعي ، مصنوع من ملفات وملفات موصلة. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن أصول المجال المغناطيسي ، نقترح عليك قراءة مقالتنا على المغناطيسية واحصل على إجابات لجميع أسئلتك.
نظرةأيضا:تحقق من بعض النصائح الأساسية لتوفير الكهرباء
كما قيل، أصل المجال المغناطيسي في الحركةالتابعالأحمالاجهزة كهربائية. عندما يتأرجح المجال الكهربائي في منطقة معينة من الفضاء ، يؤدي هذا التذبذب إلى ظهور مجال مغناطيسي موجه في اتجاه عمودي (90 درجة) على المجال الكهربائي. لفهم خصائص المجال المغناطيسي بشكل أفضل ، نستخدم ميزة تُعرف باسم خطوط الحث ، من خلالها ، يمكننا تصور شكل المجال المغناطيسي بشكل أفضل.
خطوط المجال المغناطيسي
خطوط المجال المغناطيسي هي دائما مغلق، أنهم مطلقاإذاتعبر، وكلما اقتربوا ، زادت قوة المجال المغناطيسي في تلك المنطقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المنطقة التي تظهر فيها خطوط الاستقراء من المغناطيس تسمى الشمال المغناطيسي ، والمنطقة التي تنغمس فيها هذه الخطوط الحثية تعرف باسم الجنوب المغناطيسي.
أحادي القطب المغناطيسي
سمة أخرى من سمات المجال المغناطيسي تتعلق عدم وجود أقطاب مغناطيسية أحاديةأي أن كل مجال مغناطيسي له قطب جنوبي وقطب شمالي على عكس المجال الكهربائي الذي يسمح بوجود شحنات موجبة وسالبة على سبيل المثال.
عندما تتحرك شحنة كهربائية في منطقة مجال مغناطيسي ، تكون القوة المغناطيسية متعامدة مع تظهر سرعتها واتجاه المجال المغناطيسي ، مما ينتج عنه انحراف في مسار الشحنات اجهزة كهربائية. تحدث هذه الظاهرة بشكل متكرر في أعمدةمغناطيسيمن الأرض، والتي لها مجال مغناطيسي أكبر ، وبالتالي فهي قادرة على تحويل الجسيمات المشحونة عن الرياح الشمسية ، مما يؤدي إلى ظهورها الشفق القطبي.
صيغة المجال المغناطيسي
الصيغة المستخدمة لحساب المجال المغناطيسي يعتمد على شكل الجسم الذي ينتجه. الحالات الأكثر شيوعًا هي تلك التي نحسب فيها المجال المغناطيسي للأسلاك والملفات والملفات. تحقق من الصيغ المستخدمة لحساب المجال المغناطيسي:
المجال المغناطيسي لسلك موصل
لحساب شدة المجال المغناطيسي الناتج عن سلك موصل يمر به تيار كهربائي ، نستخدم الصيغة التالية:
ب - المجال المغناطيسي (T)
μ0 - النفاذية المغناطيسية للفراغ (4 × 10-7 Tm / A)
أنا - التيار الكهربائي (أ)
د - المسافة من الغرزة إلى الخيط (م)
تسمح لنا المعادلة أعلاه بحساب قوة المجال المغناطيسي ، المتولد من سلك موصل ، عند نقطة على مسافة d ، بناءً على هذا السلك.
المجال المغناطيسي الناتج عن حلقة دائرية
يمكن حساب المجال المغناطيسي الناتج عن حلقة دائرية بالصيغة التالية:
ص - نصف قطر الدوران (م)
المجال المغناطيسي المتولد عن ملف
يتم تشكيل الملفات بواسطة مجموعة من الملفات الموصلة. إن حساب المجال المغناطيسي الذي ينتجه الملف مشابه جدًا لتلك التي تم إجراؤها في المنعطفات ، في هذه الحالة ، الفرق هو مع العدد الصحيح ن - عدد الدورات التي يتكون منها الملف:
لا - عدد الدورات
المجال المغناطيسي للأرض
ينشأ المجال المغناطيسي للأرض مندورانمن لب الأرض، والتي تحدث بسرعة مختلفة عن سرعة قشرة الكوكب. يتكون لب الأرض من كمية كبيرة من المعادن التي تحتوي على كمية كبيرة من الشحنات الكهربائية ، وحركة هذه الشحنات هي التي تؤدي إلى ظهور المجال المغناطيسي للأرض.
يعمل المجال المغناطيسي كنوع من الدرع لـ غازات الغلاف الجوي، إن لم يكن بالنسبة له ، فإن الغلاف الجوي الأرضي ستجرفه الكمية الكبيرة من الجسيمات المنبعثة من شمس طوال الوقت.
لعب المجال المغناطيسي للأرض دور مهم في الملاحة، عند استخدام ملف بوصلة كأداة التنقل الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العديد من الحيوانات قادرة على إعادة إنتاج طرق الهجرة بفضل قدرتها على استشعار اتجاه المجال المغناطيسي للأرض. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذا الموضوع ، فاقرأ نصنا: المجال المغناطيسي للأرض.
المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي
المجالات الكهربائية والمغناطيسية مرتبطة ببعضها البعض ، كما أوضح الفيزيائي الإنجليزي وعالم الرياضيات جيمس كليرك ماكسويل (1831-1879). في عام 1864 ، وحد ماكسويل الظواهر الكهربائية والمغناطيسية ، موضحًا أن الضوء عبارة عن موجة وأنه نتج عن تذبذب المجالات الكهربائية والمغناطيسية.
وفقًا لحساباته ، وجد ماكسويل أن أدى اختلاف المجال الكهربائي إلى ظهور مجال مغناطيسي، تمامًا كما كانت قادرة على إنتاج مجال كهربائي ديناميكي. كان استنتاج ماكسويل أنه ، معًا ، أدت هذه الحقول المتجهية إلى ظهور موجات كهرومغناطيسية، مثل الضوء المرئي ، وموجات الراديو ، الأشعة السينية إلخ.
اقرأ أكثر: المغنطة: كيف تصبح مادة ليس لها خصائص مغناطيسية مغناطيسًا؟
تمارين حلها على المجال المغناطيسي
(السؤال رقم 1) يحمل سلك الرصاص تيارًا كهربائيًا قدره 0.5 أ. أوجد قوة المجال المغناطيسي الناتج عن هذا السلك بوحدات ofT (10-6 T) ، عند نقطة تبعد 50 سم عن هذا الخيط.
البيانات: μ0 = 4π.10-7 Tm / أ
أ) 20.0 μT
ب) 0.2 µT
ج) 2.0 µT
د) 4.0 µT
ه) 2.5 µT
قالب: حرف الباء
القرار: دعنا نستخدم صيغة المجال المغناطيسي الناتج عن السلك لحساب ما هو مطلوب في السؤال 1 ، وإليك الطريقة:
من خلال الحساب ، وجدنا أن قوة المجال المغناطيسي الناتج عن السلك تتوافق مع البديل ب.
(السؤال 2) يمر نصف قطر يساوي 5 سم بتيار كهربائي 1.5 أ. أوجد قوة المجال المغناطيسي الناتج عن هذه الحلقة.
البيانات: μ0 = 4π.10-7 T.m / A ، استخدم π = 3.
أ) 1.5.10-6 تي
ب) 1.8.10-5 تي
ج) 2.0.10-4 تي
د) 1.3.10-5 تي
هـ) 1.8.10-8 تي
قالب: حرف الباء
القرار: لحل التمرين ، من الضروري تحويل وحدة قياس نصف القطر إلى أمتار (5 سم = 0.05 م) ، حتى نتمكن من استخدام صيغة المجال المغناطيسي الناتج عن حلقة:
السؤال 3) ملف 500 لفة نصف قطر 2.5 سم يحمله تيار كهربائي 0.5 أ. أوجد قوة المجال المغناطيسي بوحدات mT (10-3 T) ، التي ينتجها هذا الملف.
البيانات: μ0 = 4π.10-7 Tm / A ، استخدم π = 3.
أ) 1.5 طن متري
ب) 2.0 طن متري
ج) 6.0 طن متري
د) 5.0 طن متري
ه) 3.0 طن متري
قالب: الحرف د
القرار: لحل التمرين ، سنستخدم صيغة المجال المغناطيسي الناتج عن ملف ، لاحظ:
في نهاية التمرين ، كان من الضروري تغيير موضع الفاصلة حتى يتم التعبير عن النتيجة بالتدوين العلمي.
بواسطة M.e Rafael Helerbrock
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm