ما العوامل المؤثرة على كثافة فيض مغناطيسي على سطحٍ ما؟

1 إجابة واحدة

المغناطيسية (Magnetism) هي الظاهرة التي يتميز بها المغناطيس الطبيعي أو الصناعي والتي تتمثل في جذب بعض المواد كالمعادن أو العناصر الترابية النادرة (يُطلق على هذه المواد اسم المواد ذات المغناطيسية المسايرة)، وإبعاد بعض المواد الأخرى كالبزموت عن القطب المغناطيسي (يُطلق على هذا النوع اسم المواد ذات المغناطيسية المعاكسة).

وقد ظهر في القرن الفائت الكثير من التطبيقات على هذه الظاهرة فهي تستخدم في المحركات والمحولات وفي ذواكر الحواسيب وفي الأشرطة المغناطيسية وفي مجال الطب أيضًا.

ومن أجل فهم المغناطيس والظاهرة التي ترتبط به فمن المهم معرفة مفهوم المجال المغناطيسي الذي هو عبارة عن مجال يحيط بالقطب المغناطيسي وهو لامرئي ويمثل كل من قوته واتجاهه بخطوط المجال المغناطيسي الذي ينتج عنها ما يعرف بـ “التدفق المغناطيسي أو الفيض المغناطيسي”. وخطوط المجال المغناطيسي هي تمثيل مرئي يمكن مشاهدتها إن وضعنا برادة حديد على ورقة ووضعها تحت هذه الورقة مغناطيس إذ ستترتب البرادة بحسب هذه الخطوط التي تتميز أنها لا تتقاطع إطلاقًا وجميعها بذات القوة وتخرج من القطب الشمالي نحو الجنوبي.
الفيض المغناطيسي
وبشكل عام فإن التدفق أو الفيض المغناطيسي هو عدد خطوط المجال المغناطيسي التي تمر عبر سطح مغلق معين. وهي تعطي فكرة عن قياس المجال المغناطيسي الكلي الذي يمر في مساحة ما، وفي هذه الحالة يمكن أن تكون المساحة بأي حجم.

وكان العالم الفيزيائي مايكل فاراداي (Micheal Faraday) من المشاركين الكبار في علم المجال المغناطيسي وهو من وضع أسس الكهرومغناطيسية التي شكّلت بداية لتكنولوجيا المحركات الكهربائية أي أنه يعود له الفضل لاستخدام الكهرباء في التكنولوجيا للمرة الأولى في التاريخ وكان لرؤاه أهمية كبيرة في النظريات التي وضعت على التدفق المغناطيسي والحث المغناطيسي.

يُقاس التدفق المغناطيسي بواسطة مقياس مغناطيسي ووحدته قياسه هي “الفيبر” أو “الويبر” تكريمًا للفيزيائي العظيم ويليم فيبر (Wilhelm Eduard Weber).

ولحساب التدفق أو الفيض المغناطيسي (يرمز له عادة بـ فاي)  يجب معرفة كثافة الفيض المغناطيسي (يرمز له عادة بـ B)  ومتجه السطح (يُرمز له عادة بـ S). بكلمات أخرى يمكن القول أن التدفق المغناطيسي هو قياس للمغناطيسية مع أخذ أمرين بعين الاعتبار: قوة الحقل المغناطيسي وشدته.

وبالعودة إلى علاقة التدفق المغناطيسي هي عبارة عن جداء سلّمي للاثنين معًا (في الفضاء الإقليدي أو الهندسي فإن الجداء السلمي (يُعرف أيضًا بالجداء النقطي أو القياس) لمتجهين هو جداء طول المتجه الأول مع طول المتجه الثاني مع كوساين الزاوية تيتا المحصورة بينهما).
تصبح العلاقة:

(phi = S*B*Cos (Theta

أما كثافة التدفق المغناطيسي فهي القوة المؤثرة على سلك موصول بزاوية قائمة على المجال المغناطيسي وذلك لكل وحدة تيار ولكل وحدة طول. ويعود تعريف هذا المفهوم إلى العالم الفيزيائي جيمس ماكسويل (James Maxell) وهي كمية فيزيائية في الإلكتروميكانيكا (الحركية الفيزيائية).

إحدى وحدات كثافة التدفق المغناطيسي هي تسلا (Tesla).  وكثافة التدفق المغناطيسي هو شعاع كمي (كما ذكرت سابقًا رمزه B)، ويعبر عنه بالعلاقة التالية:

B= F/L*I

أي، العوامل المؤثرة على كثافة الفيض المغناطيسي هي:

  1. F: القوة المغناطيسية المؤثرة على السلك وتتناسب كثافة التدفق المغناطيسي معها طردًا كما هو موضح في العلاقة.
  2. L: طول السلك وتتناسب كثافة التدفق المغناطيسي معها عكسًا كما هو موضح في العلاقة.
  3. I: التيار المتدفق عبر السلك وتتناسب كثافة التدفق المغناطيسي معها عكسًا كما هو موضح في العلاقة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما العوامل المؤثرة على كثافة فيض مغناطيسي على سطحٍ ما؟"؟