المغناطيسات هي مواد مصنوعة من عناصر خاصة وتمتلك جميعها قطبين على الأقل شمالي وجنوبي إضافةً إلى حقل مغناطيسي يخرج من القطب الشمالي ليدخل مجددًا إلى القطب الجنوبي للمغناطيس، وتحتفظ المغناطيسات بقطبين شمالي وجنوبي حتى في حال تجزئتها إلى عدة أجزاء، إلا أن العلماء مؤخرًا اكتشفوا نوع مغناطيس أحادي القطب.

ما يزال جزء كبير من الحقائق عن المغانط مجهولًا بالنسبة للعلماء إلا أن أنهم اكتشفوا العلم القائم وراء قوة المغناطيس، والذي يبدأ بالمادة المشكلة للكون وللذرات الصغيرة التي تكون هذه المادة؛ فلكل ذرةٍ نواة تتألف من نيوترونات وبروتونات، ويحيط بهذه النواة الالكترونات التي تدور حولها عادةً على شكل أزواج، وينتج عن هذه الحركة الدورانية حقلًا مغناطيسيًا صغيرًا، لذلك فعند تحرك مجموعة أزواج من الالكترونات حول النواة باتجاهات متعاكسة يقوم الحقل المغناطيسي لكلٍّ منها بإلغاء الحقل الآخر.

وعندما تحمل الذرة عددًا مفردًا من الالكترونات كما هي الحال بالنسبة لذرة الحديد فإن هذه الالكترونات المفردة تخلق حقلًا مغناطيسيًا محولةً الذرة بأكملها إلى مغناطيس صغير، وعندما يكون مجموع الذرات في جسمٍ ما عبارة عن مغناطيسات صغيرة فإنها تنتج مجتمعةً حقلًا مغناطيسيًا كليًا بقطبين شمالي وجنوبي.

توجد خمسة أنواع للمغناطيسات هي:

  • مغناطيس النيكو (Alnico Magnets): يتكون هذا المغناطيس بشكل أساسي من الألمنيوم (AL) والنيكل (Ni) والكوبالت (Co)، ويتوفر هذا النوع بعدة أشكال وأحجام ودرجة حرارته ثابتة، وينتج حقلًا مغناطيسيًا قويًا، وأشهر أشكاله هي حدوة الحصان أو المغناطيسات اللوحية.
  • مغناطيس السيراميك أو مغناطيس فريتي (Ceramic (Ferrite) Magnets) : يتكون من كربونات السترونيوم وأكسيد الحديد، وهو أحد أشهر أنواع المغانط نظرًا لتكلفته. يمكن تصنيعه على شكل أقراص أو حلقات أو مكعبات أو أسطوانات أو أقواس، وله عدة تطبيقات كاستخدامه في مكبرات الصوت، وتصوير الرنين المغناطيسي.
  • المغناطيس المرن عالي الطاقة (High Energy Flexible): يتكون من خليط مسحوق الفريت ستورونيوم مع روابط بوليميرية، وتمتلك هذه المغانط قدرة عالية على مقاومة العوامل الطبيعية مما يجعلها مناسبةً للاستخدام الداخلي والخارجي، وهي ذات تكلفة عالية مقارنة بباقي المغناطيسات.
  • مغناطيس النيوديميوم (Neodymium magnets): والمعروف أيضًا باسم مغناطيس الأرض النادر، ويتكون من النيوديميوم والحديد والبورون ومعادن ناقلة، ورغم حجمها الصغير فإن هذا النوع من المغناطيسات قوي جدًا وهو يصنف أقوى أنواع المغناطيسات المتوافرة. يجب حمل هذا المغناطيس بعناية فائقة لتجنب التعرض للإصابة.
  • مغناطيس سمريوم كوبالت (Samarium Cobalt): نوع ثانٍ من المغناطيسات الأرضية النادرة، ويتكون من السمريوم والكوبالت والحديد، وهي مغناطيسات مقاومة لإزالة المغنطة وتتمتع بثبات حراري جيد، وهي ثاني المغناطيسات الدائمة المتوافرة.

كما يمكن تصنيفها أيضًا حسب مصدر مغنطتها، ولها ثلاثة أنواع:

  • المغناطيسات المؤقتة: تتمغنط عند وجود حقل مغناطيسي، وتخسر هذه المغنطة تدريجيًا عند إزالة الحقل المغناطيسي كالسبائك الحديدية ومشابك الورق والمسامير.
  • مغناطيسات دائمة: لا تخسر مغنطتها بسهولة وقد تتواجد بشكلٍ طبيعي في الأرض أو في مركبات كيميائية، كما هي الحال بالنسبة لمغناطيس النيكو ومغناطيس الفريتي.
  • المغناطيسات الكهربائية: تنشأ عند تمرير تيار كهربائي عبر وشيعة ذات مركز معدني، حيث تخلق هذه الوشيعة حقلًا مغناطيسيًا، ويختفي هذا الحقل بزوال التيار الكهربائي، وهي أنواع المغناطيس المفضلة للتطبيقات التي تتطلب القوة كالمحركات ومسارات السكك الحديدية وأجهزة الرنين المغناطيسي والمكونات الصلبة للكمبيوتر والتلفاز.

أنواع المغناطيسات

أكمل القراءة

أول ما يتبادر إلى أذهاننا المغناطيس التقليدي مستطيل الشكل ذو قطبين شمالي بلون أزرق وجنوبي بلون أحمر، هذا ما تعلمناه في الكتب الدراسية وعلى شاشات التلفاز منذ الصغر.

لكن ما لا يعلمه الكثيرون هو وجود أنواع للمغناطيسات قادرة جميعها على إنتاج مجال مغناطيسي يجذب الأجسام الحديدية عندما تقع داخله، وقد لا يعلم الكثيرون أيضاً وجود المغناطيس في الطبيعة على شكل مواد تتكون من أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3o4؛ ولعل ما ذُكر في كتب المؤرخين يؤكد ذلك وتحديداً ما قيل عن وجود جبال من مواد ممغنطة في بلاد الأناضول في تركيا.

والمغناطيس هو كل مادة قابلة للتمغنط وقادرة على إنتاج حقل مغناطيسي، بينما تدعى المواد التي تنجذب إليه مثل الكوبالت والنيكل والحديد مواد ذات مغناطيسية حديدية. وعليه سأذكر أنواع المغناطيسات حسب مصدر المغنطة.

أنواع المغناطيسات:

المغناطيس الصناعي هو المغناطيس المصنع من الحديد وفق الأنواع التالية:

  • المغناطيس الدائم Permanent magnet: هي أشيع أنواع المغناطيسات المتداولة بكثرة بين الناس، وتدعى كذلك لأنها قادرة على الحفاظ على مغنطتها دون أن تفقدها، وتصنع باستخدام الألمنيوم والكوبالت والنيكل أو الفريت. إلا أنه بالإمكان إزالة مغنطة المغناطيس الدائم من خلال تعريضه لدرجات حرارة عالية أو بعملية الطرق أو ضرب المغانط مع بعضها البعض. وهناك أربعة أنواع للمغناطيس الدائم وهي: السيراميك أو الفريت والنيكو والسماريوم كوبالت ونيوديميوم حديد بورون.

أنواع المغناطيسات

  • المغناطيس المؤقت Temporary magnet: يمكنك التعرف عليه بكل بساطة من خلال وضع قطعة معدنية ضمن حقل مغناطيسي فتكتسب خواص المغناطيس، وتستطيع بدورها جذب الأجسام المعدنية الأخرى. لكن بمجرد إزالة الحقل المغناطيسي ستفقد القطعة المعدنية مغنطتها مباشرة، ولهذا أطلق عليها المغناطيسات المؤقتة.
  • المغناطيس الكهربائي Electro magnets: يمكنك استنتاج طبيعة هذا النوع من اسمه، حيث يتم صناعة المغناطيس الكهربائي من خلال لف أسلاك نحاسية حول قطعة معدنية من الحديد حصراً، ثم يتم تمرير تيار كهربائي في السلك ليخلق حقلاً مغناطيسياً يجعل من تلك القطعة الحديدية مغناطيس يمكن التحكم بقوته من خلال زيادة التيار الكهربائي أو تقليله. ومع ذلك يمكن تصنيف المغناطيس الكهربائي ضمن المغناطيسات المؤقتة كون القطعة الحديدية ستفقد خواصها المغناطيسية مباشرة عند إيقاف التيار الكهربائي المار بالسلك.
  • المغناطيسات فائقة الموصلية Superconducter magnets: يصنع هذا النوع باستخدام أسلاك ذات قدرة توصيل عالية نتيجة تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة بحيث يتيح مرور تيار كهربائي أكبر بكثير من الحالة الطبيعية، وبالتالي خلق مجال مغناطيسي أقوى مقارنة مع المغناطيسات الكهربائية.

أنواع المغناطيسات

 

استخدامات مختلفة للمغناطيسات:

تختلف استخدامات المغناطيسات باختلاف أنواعها، حيث استطاع الإنسان الاستفادة منها في المجالات التالية:

  • توليد الطاقة الكهربائية التي توصل بها العالم فاراداي.
  • تسيير القطارات من خلال رفعها فوق الأرض باستخدام مواد فائقة التوصيل الكهربائي.
  • يعتبر المغناطيس أساس جهاز الرنين المغناطيسي ذو الاستخدامات الطبية. كما يستخدم من أجل صناعة الإبر المغناطيسية وأيضاً بوصلة البحار.
  • يستخدم في كثير من الأجهزة الكهربائية والإلكترونية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي أنواع المغناطيسات؟"؟