وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي
في هذه المقالة، سنتحدث عن وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي من خلال الموسوعة، حيث سنتعرف على الوحدة المستخدمة لحساب القوة وشدة المجال المغناطيسي، بالإضافة إلى ذلك، سنستعرض الفرق بين المجال المغناطيسي والفيض المغناطيسي، وأهم النقاط التي تميز كل منهما. سنشير أيضا إلى العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي والعوامل التي تساهم في زيادة قوته. بالإضافة إلى ذلك، سنتعرف على خصائص خطوط المجال المغناطيسي وسنختتم المقال بذكر أهم استخدامات المجال المغناطيسي في حياتنا اليومية ودوره المهم في المجال الطبي والصناعي، بالإضافة إلى استخدامه في العديد من الأجهزة المنزلية.
وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي
يبحث كثير من الطلاب والطالبات عن وحدة قياس قوة المجال المغناطيسي وكيفية حسابها، حيث يشير المجال المغناطيسي إلى قوة مغناطيسية تحدث في المنطقة المحيطة بالمغناطيس أو الموصل الذي يحمل التيار الكهربائي، ويمكننا القول بأنه يمثل المنطقة المحيطة بالمغناطيس وتأثرها بمواد محددة.
- هناك طريقتان لحساب شدة المجال المغناطيسي، الأولى هي تطبيق قانون أمبير، والثانية هي تطبيق قانون بيوت سافارد.
- تم تعريف وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي بالاسم “تسلا”، وأطلق هذا الاسم على اسم العالم الأمريكي والمخترع الفيزيائي “نيكولا تسلا.
- تساوي وحدة التسلا الواحدة حوالي 1 ويبر لكل متر مربع، بينما تساوي وحدة التسلا عشرة آلاف جاوس، والملاحظ أنها وحدة أصغر منها.
ما الفرق بين المجال المغناطيسي والفيض المغناطيسي
نستعرض ببساطة الاختلافات والتباينات بين المجال المغناطيسي ومجال التدفق المغناطيسي في السطور التالية
- يشير المجال المغناطيسي إلى المنطقة المحيطة بالمغناطيس والقوة التي تتعرض لها. بينما يمثل التدفق المغناطيسي القوة أو الكمية التي ينتجها المغناطيس من الخطوط المغناطيسية.
- يتم التعبير عن المجال المغناطيسي من خلال القوة المغناطيسية الناتجة واتجاه الشحنات المتحركة، ويمثل نتاج شدة المجال والمنطقة المحيطة بالقطبين.
- يتم قياس المجال المغناطيسي بوحدة التسلا، بينما يتم حساب التدفق المغناطيسي بوحدة الوبر.
- هناك علاقة وثيقة بين الحقل المغناطيسي وتدفق المجال المغناطيسي، حيث يتشكل الحقل المغناطيسي أساسا نتيجة لحدوث تدفق المجال المغناطيسي.
- تشهد المنطقة المحيطة بالمجال المغناطيسي قوة جذب وتنافر كبير بين القطبين والشحنة المتحركة، بينما يوضح التدفق المغناطيسي حجم خطوط القوة المغناطيسية التي تمر من خلاله.
- يعتمد المجال المغناطيسي بشكل كامل على المغناطيس الذي يولد فقط، في حين يعتمد التدفق المغناطيسي على قوة المغناطيسية والمنطقة المحيطة بالمجال المغناطيسي.
العوامل المؤثرة في شدة المجال المغناطيسي
هناك العديد من العوامل التي تؤثر بشكل كبير على قوة وشدة المجال المغناطيسي، وتتضمن هذه العوامل:
- من أبرز العوامل المؤثرة في قوة المجال المغناطيسي هو التيار الكهربائي، حيث يحتوي المغناطيس على مجموعة من الأسلاك المعزولة التي تلف حول القلب الحديدي، ويتحول إلى مغناطيس نتيجة تشغيل التيار الكهربائي، وفور توقف التيار يفقد المغناطيس تأثيره المغناطيسي.
- بالإضافة إلى ذلك، يجب أن نأخذ في الاعتبار قوة التيار الكهربائي الذي يمر عبر الجذر، وتركيبة المادة الأساسية التي يتكون منها، وعدد لفات السلك الموجودة في اللب، ولا يمكننا تجاهل حجم القلب وشكله.
- إذا أردنا زيادة قوة المغناطيس الكهربائي، علينا زيادة عدد لفات الأسلاك الملفوفة حوله، وذلك بحساب عدد المنعطفات وضربها في التيار بوحدة الأمبير، وبناء على هذا يتم تحديد قوة المغناطيس.
- كلما ازداد تدفق التيار الكهربائي وأصبح أكثر قوة، زادت قوة المغناطيس بشكل ملحوظ، وذلك بسبب تشبع المغناطيس بالكهرباء عند نقطة محددة، مما يساعد على تحقيق أقصى قوة ممكنة للمغناطيس.
- واحد من أفضل أنواع المعادن المستخدمة، والتي تساهم بشكل كبير في زيادة قوة المجال المغناطيسي، هي المعادن المكونة من الحديد، لذا إذا قمنا بلف السلك حول قلب معدني، فإنه الاختيار المثالي لزيادة قوة المغناطيس الكهربائي.
- عندما تكون درجات الحرارة منخفضة جدا، يزيد ذلك من قدرة السلك على التحمل بشكل كبير، ولذلك فإن المغناطيسيات ذات الجودة العالية المصنوعة من موصلات ممتازة وتبرد بواسطة النيتروجين أو الهيليوم المسال تعتبر الأفضل من حيث القوة.
خصائص خطوط المجال المغناطيسي
نعرض لكم أعزائنا القراء من خلال النقاط التالية أبرز خصائص خطوط المجال المغناطيسي
- تنشأ خطوط المجال المغناطيسي من خلال حركة المقاومة بين القطبين المغناطيسيين، بالإضافة إلى تشكيل حلقات مغلقة من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي.
- تحمل جميع خطوط المجال المغناطيسي نفس القوة المغناطيسية.
- لا يوجد أي تقاطع لخطوط المجال المغناطيسي بأي شكل.
- يحدث التدفق في خطوط المجال المغناطيسي عند مستوى محدد، ويتجه من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي ومن القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي عبر الهواء.
- كلما زادت المسافة بين قطبي المغناطيس، كلما انخفضت الكثافة بين خطوط المجال المغناطيسي.
استخدامات المجال المغناطيسي
لا يجب أن يكون المغناطيس مرئيا في المعدات والأجهزة المختلفة، حيث يكون غالبا موجودا داخل تلك الأجهزة ويعمل تلقائيا، ويستخدم المغناطيس في العديد من الاستخدامات التي لها صلة وثيقة بحياتنا اليومية، ونستعرض أهم الاستخدامات للمجال المغناطيسي عبر ما يلي
استخدامات المغناطيس في الطب
- استخدام المغناطيس في المجال الطبي يعود إلى العصور القديمة، وقد استخدم في العلاجات التي تتضمن الوخز بالإبر، وهناك العديد من النصوص الهندسية التي تثبت استخدام المغناطيس في العمليات الجراحية.
- توضح الأطباء القدماء أن المصريين استخدموا المغناطيس في علاج العديد من الأمراض المتنوعة، واستخدموه في علاج التهابات المفاصل والصلع والاكتئاب.
- يستخدم المغناطيس في عدة أجهزة طبية بسبب قوته العالية في جذب العناصر المعدنية في الجسم، مثل الحديد في الدم، مما يزيد من نسبة الشفاء للمرضى.
- يستخدم المغناطيس في تقنية الرنين المغناطيسي، التي توفر صورا عالية الجودة وتقييما مثاليا للأنسجة الرخوة، كما أنه يعمل كدرع واق للحماية من التأثيرات السلبية الناجمة عن التعرض للأشعة السينية.
استخدامات المغناطيس في الصناعة
- يستخدم المغناطيس في صناعة التعدين لعزل المعادن عن الخامات، أو فصل المواد المغناطيسية عن المواد غير المغناطيسية.
- يستخدم أصحاب المصانع الغذائية هذا كحائط سد لمنع امتزاج الجزيئات الصغيرة المصنوعة من الحديد في الأطعمة الغذائية.
- هناك جهاز يعرف بـ “المكنسة المغناطيسية” تساهم في تخفيض تكاليف الصيانة وإزالة الإطارات الفارغة من الهواء في مواقع العمل وأرصفة التحميل والمطارات.
- يستخدم المغناطيس من قبل البائعين لعزل العملات المعدنية عن غيرها من المواد الأخرى.
استخدامات المغناطيس في المنزل
- يستخدم المغناطيس في تصنيع العديد من الأجهزة المنزلية التي تشمل: جرس الهاتف – أسلاك المغناطيس في التلفاز – أنابيب الميكروويف – مكبرات الصوت – سماعات الرأس.
- بالإضافة إلى ذلك، يستخدم في أجهزة استقبال الهاتف، وصمام الملف اللوبي في غسالة الصحون، ومحولات التيار الكهربائي، وأبواب الثلاجات.
في نهاية مقالنا عن وحدة قياس شدة المجال المغناطيسي، نود أن يكون قد أعجبكم، وقدم لكم المعلومات المتعلقة بتعريف المجال المغناطيسي، وكيفية قياسه بشكل صحيح، والفرق بينه وبين التدفق المغناطيسي، وأهم الخصائص التي يتمتع بها، وأهم استخداماته، وعلاقته المباشرة بحياتنا اليومية، عبر موقع الموسوعة العربية الشاملة.