المغنطيسية - الطاقة الكهربائية .. الفيزياء
المغنطيسية
لا يقتصر وجود قوى الجذب أو التنافر على الاجسام المشحونة بالكهرباء فحسب ، بل يتعداه أيضا الى المواد المغنطيسية كحجر المغنطيس الذي يوجد في الطبيعة على شكل خامة أكسيد الحديد .
وتبدو الخصائص المغنطيسية ، للوهلة الاولى ، مركزة في مساحتين صغيرتين في طرفي المغنطيس تسميان قطبي المغنطيس ، وعندما يعلق قضيب مغنطيسي ويترك لشأنه ، يتجه احدى طرفيه مباشرة نحو الشمال ، ويسمى نتيجة لذلك ، قطب المغنطيس الشمالي ش ويسمى الطرف الاخر القطب الجنوبي ج والمعروف ان القطب الشمالي يجذب القطب الجنوبي وأن قطبين من نوع واحد يتنافران .
وخلافا للشحنات الكهربائية فانه من المستحيل عزل قطب مغنطيس عن القطب الاخر لانهما يقترنان دائما ببعضهما البعض ولذلك فقد اطلق على المغنطيس اسم ثنائي الاقطاب .
ويعتبر الوسط الذي يحيط بالمغنطيس والذي تبلغ فيه القوى المغنطيسية اشدها المجال المغنطيسي لهذه القوة . فالمجال الكهربائي يقوم بتعيين المكان الذي تكون فيه القوى الكهربائية مؤثرة . وعندما يتشابك مجالان كهربائيان ، يحدث بينهما تفاعل معين أما المجال المغنطيسي ، فان فيه خطوط قوة تدل على اتجاهه وتكون دائما صادرة عن قطبه الشمالي وتنتهي في قطبه الجنوبي .
( شكل خطوط القوة حول قطعتي مغنطيس .
اذا رمزنا ب ک١ و ک٢ لکتلتي المغنطيس الموجودتين في قطبين يبعدان مسافة ف عن بعضهما البعض ، تصبح قوة الجذب او التنافر بينهما ١h ک١ و ک٢ / ف٢ ، حيث تمثل ١h نفاذية الوسط المحيط بالقطبين )
تتميز بعض الفلزات كالحديد والنيكل وبعض السبائك بأنها . اكثر مغنطيسية من غيرها من المواد وهي تكتسب من جراء ذلك ، خاصة المغنطيسية الحديدية . والمغنطيس الحديدي موجود في الطبيعة على حالته المغنطيسية المعهودة . الا انه يصنع بطرق مختلفة تتلخص
جميعها بوضعه داخل مجال كهرمغنطيسي ، ثم يزال هذا المجال فتحتفظ بعض انواع المغنطيس الحديدية بخاصتها المغنطيسية لدرجة عالية ( مغنطيس قوى ) بينما تفقد الانواع الباقية هذه الخاصة بسرعة كبيرة ) مغنطيس ضعيف ) . والمغنطيس الحديدي يفقد كافة خصائصه المغنطيسية فوق درجة حرارة معينة تختلف باختلاف المواد وتسمى درجة حرارة كوري ، ويصبح في هذه الحالة مغنطيسا مسايرا ذا خصائص مغنطيسية ضعيفة جدا .
( عندما يوضع قضيب مغنطيسي في مجال مغنطيسي معين ، يقع قطباه تحت تأثير قوتين متساويتين في القيمة ولكن متضادتين )
القطاعات المغنطيسية
ينكسر المغنطيس وينقسم الى أجزاء صغيرة يشكل كل منها مغنطيسا مستقلا عن الآخر . وبما أنه لا بد من مغنطة معظم أنواع المغنطيس الحديدي لان خصائصه المغنطيسية تزال تدريجيا بفعل الحرارة مثلا لذلك يمكننا القول أن كل مغنطيس حديدي يتألف من عدد كبير من الاجزاء المغنطيسية الدقيقة تتألف بدورها من مجموعات كبيرة من الذرات ترتبط ببعضها البعض بواسطة قوى متبادلة تنتج عن حركة الالكترونات فيها . وهي حركة لا تقتصر على دوران الالكترون حول نفسه فحسب ، بل تشمل أيضا دورانه حول محوره ، ويعرف ذلك هذا الترابط بين المجموعات يجعل من كل منها مغنطيسا بالفتل مستقلا بالغ الصغر يطلق عليه اسم القطاع المغنطيسي ، وهو يهتوي على ما يقارب ۱۵۱۰ ذرة ، أي انه لا بد من ٦٠٠٠ قطاع منها لملء حجم بمثل رأس الدبوس والملاحظ أنه قبل أن يصبح بلور المغنطيس الحديدي ممغنطا تتخذ المجالات المغنطيسية في مختلف قطاعاته جميع الاتجاهات الممكنة بحيث تكون خاصته المغنطيسية شبه معدومة . أما عندما يطبق عليه مجال مغنطيسي فان اجزاءه الدقيقة تبدأ بالتراص باتجاه الحقل نفسه بحيث تغدو المادة عندئذ مادة ممغنطة .
المجال المغنطيسي للارض
يستمر المغنطيس في الحركة اذا ترك لشأنه ، ولا يتوقف الا عندما يتجه القطب الشمالي فيه نحو الشمال وقد استخـــــــدم المغنطيس طيلة القرون الماضية داخل البوصلة لتحديد الاتجاهات في الملاحة . وبسبب وجود قوة جذب بين قطبين مغنطيسيين مختلفين ، فلا بد من وجود مجال مغنطيسي للارض نفسها التي تفعل وكأن في داخلها قطبا مغنطيسيا هائل الحجم موازيا للاتجاه الشمالي الجنوبي : ولا يزال مصدر مجال الارض المغنطيسي مجهولا حتى يومنا هذا ، ولا يمكن أن يكون ناتجا عن مغنطيسية لب الارض الحديدية لان درجة حرارة جوف الارض المكون من الحديد والنيكل بعيدة جدا عن درجة كوري . وبما أن المغنطيس يتولد من حركة التيار الكهربائي ، لذلك يعتقد بوجود تيارات كهربائية ضعيفة داخل الارض ناتجة عن حركة المواد المائعة الموجودة في قلبها .
المغنطيسية
لا يقتصر وجود قوى الجذب أو التنافر على الاجسام المشحونة بالكهرباء فحسب ، بل يتعداه أيضا الى المواد المغنطيسية كحجر المغنطيس الذي يوجد في الطبيعة على شكل خامة أكسيد الحديد .
وتبدو الخصائص المغنطيسية ، للوهلة الاولى ، مركزة في مساحتين صغيرتين في طرفي المغنطيس تسميان قطبي المغنطيس ، وعندما يعلق قضيب مغنطيسي ويترك لشأنه ، يتجه احدى طرفيه مباشرة نحو الشمال ، ويسمى نتيجة لذلك ، قطب المغنطيس الشمالي ش ويسمى الطرف الاخر القطب الجنوبي ج والمعروف ان القطب الشمالي يجذب القطب الجنوبي وأن قطبين من نوع واحد يتنافران .
وخلافا للشحنات الكهربائية فانه من المستحيل عزل قطب مغنطيس عن القطب الاخر لانهما يقترنان دائما ببعضهما البعض ولذلك فقد اطلق على المغنطيس اسم ثنائي الاقطاب .
ويعتبر الوسط الذي يحيط بالمغنطيس والذي تبلغ فيه القوى المغنطيسية اشدها المجال المغنطيسي لهذه القوة . فالمجال الكهربائي يقوم بتعيين المكان الذي تكون فيه القوى الكهربائية مؤثرة . وعندما يتشابك مجالان كهربائيان ، يحدث بينهما تفاعل معين أما المجال المغنطيسي ، فان فيه خطوط قوة تدل على اتجاهه وتكون دائما صادرة عن قطبه الشمالي وتنتهي في قطبه الجنوبي .
( شكل خطوط القوة حول قطعتي مغنطيس .
اذا رمزنا ب ک١ و ک٢ لکتلتي المغنطيس الموجودتين في قطبين يبعدان مسافة ف عن بعضهما البعض ، تصبح قوة الجذب او التنافر بينهما ١h ک١ و ک٢ / ف٢ ، حيث تمثل ١h نفاذية الوسط المحيط بالقطبين )
تتميز بعض الفلزات كالحديد والنيكل وبعض السبائك بأنها . اكثر مغنطيسية من غيرها من المواد وهي تكتسب من جراء ذلك ، خاصة المغنطيسية الحديدية . والمغنطيس الحديدي موجود في الطبيعة على حالته المغنطيسية المعهودة . الا انه يصنع بطرق مختلفة تتلخص
جميعها بوضعه داخل مجال كهرمغنطيسي ، ثم يزال هذا المجال فتحتفظ بعض انواع المغنطيس الحديدية بخاصتها المغنطيسية لدرجة عالية ( مغنطيس قوى ) بينما تفقد الانواع الباقية هذه الخاصة بسرعة كبيرة ) مغنطيس ضعيف ) . والمغنطيس الحديدي يفقد كافة خصائصه المغنطيسية فوق درجة حرارة معينة تختلف باختلاف المواد وتسمى درجة حرارة كوري ، ويصبح في هذه الحالة مغنطيسا مسايرا ذا خصائص مغنطيسية ضعيفة جدا .
( عندما يوضع قضيب مغنطيسي في مجال مغنطيسي معين ، يقع قطباه تحت تأثير قوتين متساويتين في القيمة ولكن متضادتين )
القطاعات المغنطيسية
ينكسر المغنطيس وينقسم الى أجزاء صغيرة يشكل كل منها مغنطيسا مستقلا عن الآخر . وبما أنه لا بد من مغنطة معظم أنواع المغنطيس الحديدي لان خصائصه المغنطيسية تزال تدريجيا بفعل الحرارة مثلا لذلك يمكننا القول أن كل مغنطيس حديدي يتألف من عدد كبير من الاجزاء المغنطيسية الدقيقة تتألف بدورها من مجموعات كبيرة من الذرات ترتبط ببعضها البعض بواسطة قوى متبادلة تنتج عن حركة الالكترونات فيها . وهي حركة لا تقتصر على دوران الالكترون حول نفسه فحسب ، بل تشمل أيضا دورانه حول محوره ، ويعرف ذلك هذا الترابط بين المجموعات يجعل من كل منها مغنطيسا بالفتل مستقلا بالغ الصغر يطلق عليه اسم القطاع المغنطيسي ، وهو يهتوي على ما يقارب ۱۵۱۰ ذرة ، أي انه لا بد من ٦٠٠٠ قطاع منها لملء حجم بمثل رأس الدبوس والملاحظ أنه قبل أن يصبح بلور المغنطيس الحديدي ممغنطا تتخذ المجالات المغنطيسية في مختلف قطاعاته جميع الاتجاهات الممكنة بحيث تكون خاصته المغنطيسية شبه معدومة . أما عندما يطبق عليه مجال مغنطيسي فان اجزاءه الدقيقة تبدأ بالتراص باتجاه الحقل نفسه بحيث تغدو المادة عندئذ مادة ممغنطة .
المجال المغنطيسي للارض
يستمر المغنطيس في الحركة اذا ترك لشأنه ، ولا يتوقف الا عندما يتجه القطب الشمالي فيه نحو الشمال وقد استخـــــــدم المغنطيس طيلة القرون الماضية داخل البوصلة لتحديد الاتجاهات في الملاحة . وبسبب وجود قوة جذب بين قطبين مغنطيسيين مختلفين ، فلا بد من وجود مجال مغنطيسي للارض نفسها التي تفعل وكأن في داخلها قطبا مغنطيسيا هائل الحجم موازيا للاتجاه الشمالي الجنوبي : ولا يزال مصدر مجال الارض المغنطيسي مجهولا حتى يومنا هذا ، ولا يمكن أن يكون ناتجا عن مغنطيسية لب الارض الحديدية لان درجة حرارة جوف الارض المكون من الحديد والنيكل بعيدة جدا عن درجة كوري . وبما أن المغنطيس يتولد من حركة التيار الكهربائي ، لذلك يعتقد بوجود تيارات كهربائية ضعيفة داخل الارض ناتجة عن حركة المواد المائعة الموجودة في قلبها .
تعليق