- طرق المغنطة
- كيفية جذب جسم مغناطيسي حديدي؟
- أمثلة
- مغنطة الحث
- فرك المغناطيسية
- مغنطة الاتصال
- طريقة كهربائية للمغنطة
- تمغنط بواسطة ضربة
- المغنطة عن طريق التبريد
- المراجع
إن المغنطة أو المغنطة عبارة عن كمية متجهة تُعرف أيضًا باسم قوة متجه المغنطة. يشار إليها على أنها M ويتم تعريفها على أنها العزم المغناطيسي م لكل وحدة حجم V. رياضيا يتم التعبير عنها على النحو التالي:
م = د م / فولت
وحدات M في النظام الدولي للوحدات SI هي أمبير / متر، وهو نفس تلك الحقل المغناطيسي H. التدوين بالخط العريض هو للإشارة إلى أن هذه متجهات وليست مقاسات.
الشكل 1. مغناطيس الفريت على شكل حلقات. المصدر: ويكيميديا كومنز.
الآن ، اللحظة المغناطيسية لمادة أو مادة هي مظهر من مظاهر حركة الشحنات الكهربائية داخل الذرة ، بالأساس حركة الإلكترون.
من حيث المبدأ ، يمكن تخيل الإلكترون داخل الذرة على أنه دائرة تيار صغيرة مغلقة ، بينما يصف مدارًا دائريًا حول النواة. في الواقع ، لا يتصرف الإلكترون بهذه الطريقة وفقًا لنموذج ميكانيكا الكم للذرة ، ولكنه يتزامن مع هذا من حيث التأثير المغناطيسي.
بالإضافة إلى ذلك ، للإلكترون تأثير دوران مماثل للدوران على نفسه. تنتج هذه الحركة الثانية مساهمة أكثر أهمية في المغناطيسية الكلية للذرة.
عندما يتم وضع مادة داخل مجال مغناطيسي خارجي ، فإن اللحظات المغناطيسية لكلتا المساهمتين تتماشى وتخلق مجالًا مغناطيسيًا داخل المادة.
طرق المغنطة
يعني جذب مادة ما منحها خصائص مغناطيسية ، إما بشكل مؤقت أو دائم. لكن يجب أن تستجيب المادة بشكل مناسب للمغناطيسية لكي يحدث هذا ، وليس كل المواد تفعل ذلك.
اعتمادًا على خصائصها المغناطيسية واستجابتها للمجال المغناطيسي الخارجي مثل المغناطيس ، يتم تصنيف المواد إلى ثلاث مجموعات كبيرة:
- مغناطيسي
-بارامغناطيسية
-المغناطيسية
جميع المواد مغناطيسية ، وتتكون استجابتها من تنافر ضعيف عند وضعها في منتصف مجال مغناطيسي خارجي.
من جانبها ، تعتبر البارامغناطيسية نموذجية لبعض المواد ، التي لا تتمتع بانجذاب شديد إلى مجال خارجي.
ومع ذلك ، فإن المواد المغناطيسية هي تلك التي تتمتع بأقوى استجابة مغناطيسية على الإطلاق. المغنتيت هو أكسيد الحديد وهو مغناطيس طبيعي معروف من اليونان القديمة.
الشكل 2. المغنتيت أو حجر المغناطيس من البرازيل. المصدر: ويكيميديا كومنز.
تستفيد طرق المغنطة التي سيتم وصفها أدناه من المواد ذات الاستجابة المغناطيسية الجيدة لتحقيق التأثيرات المرغوبة. ولكن على مستوى الجسيمات النانوية ، من الممكن حتى جذب الذهب ، وهو معدن لا يتمتع عادة باستجابة مغناطيسية ملحوظة.
كيفية جذب جسم مغناطيسي حديدي؟
ما لم تكن المادة مغناطيسًا طبيعيًا ، مثل قطعة من أكسيد الحديد الأسود ، يتم إزالة المغناطيسية أو إزالة المغناطيسية بشكل عام. هذا يؤدي إلى تصنيف آخر للمواد المغناطيسية:
- صلب ، وهو مغناطيس دائم.
- لينة أو حلوة ، على الرغم من أنها ليست مغناطيسًا دائمًا ، إلا أنها تتمتع باستجابة مغناطيسية جيدة.
- شبه صلب ، وله خصائص وسيطة من بين ما سبق.
ترجع الاستجابة المغناطيسية للمواد المغناطيسية إلى حقيقة أن المجالات المغناطيسية مرتبة داخلها ، وهي مناطق بها نواقل مغنطة مرتبة بشكل عشوائي.
ينتج عن هذا إلغاء نواقل المغنطة ويكون صافي المغنطة صفرًا. لهذا السبب ، لإنشاء مغنطة ، يجب محاذاة نواقل المغنطة ، إما بشكل دائم أو على الأقل لبعض الوقت. بهذه الطريقة تكون المادة ممغنطة.
هناك عدة طرق لتحقيق ذلك ، على سبيل المثال عن طريق مغنطة الحث والتلامس والفرك والتبريد وحتى ضرب الجسم ، كما هو مفصل أدناه.
أمثلة
تعتمد طريقة المغنطة المختارة على المادة وأهداف الإجراء.
يمكن إنشاء مغناطيس صناعي لمجموعة متنوعة من الوظائف. اليوم المغناطيس ممغنط صناعيًا ، بعد عملية دقيقة للغاية.
مغنطة الحث
بهذه الطريقة ، يتم وضع المادة المراد ممغنطة في منتصف مجال مغناطيسي شديد ، مثل مجال مغناطيس كهربائي قوي. بهذه الطريقة يتم محاذاة المجالات ومغناطيساتها على الفور مع المجال الخارجي. والنتيجة هي أن المادة ممغنطة.
اعتمادًا على المادة ، يمكن أن تحتفظ بالمغنطة التي يتم الحصول عليها بشكل دائم ، أو يمكن أن تفقدها بمجرد اختفاء المجال الخارجي.
فرك المغناطيسية
تتطلب هذه الطريقة فرك أحد طرفي المادة المراد مغناطيسها بقطب مغناطيسي. يجب أن يتم ذلك في نفس الاتجاه ، بحيث تكتسب المنطقة المفككة بهذه الطريقة القطبية المعاكسة.
هذا يخلق تأثيرًا مغناطيسيًا ، بحيث يتم إنشاء قطب مغناطيسي معاكس في الطرف الآخر من المادة ، مما يؤدي إلى مغنطة المادة.
مغنطة الاتصال
في مغنطة التلامس ، يجب أن يتلامس الجسم المراد مغناطيسه بشكل مباشر مع المغناطيس ، بحيث يكتسب مغنطته. تحدث محاذاة المجالات في الكائن المراد مغنطته كتأثير متسلسل ، يأتي من النهاية المتلامسة إلى الطرف الآخر بسرعة.
من الأمثلة النموذجية على مغنطة التلامس إرفاق مشبك بمغناطيس دائم ، وسيظل المغناطيس ممغنطًا ، وجذب مقاطع أخرى لتشكيل سلسلة. كما أنها تعمل مع عملات النيكل والمسامير وقطع الحديد.
ولكن بمجرد إزالة أول مشبك أو مسمار أو عملة معدنية من المغناطيس ، تختفي مغنطة القطع الأخرى ، ما لم يكن مغناطيسًا قويًا حقًا قادرًا على إنتاج مغنطة دائمة.
طريقة كهربائية للمغنطة
يتم لف المادة المراد ممغنطة بسلك موصل يمر من خلاله تيار كهربائي. التيار الكهربائي ليس أكثر من شحنة متحركة تنتج مجالًا مغناطيسيًا. هذا المجال مسؤول عن جذب المادة الموضوعة بالداخل والتأثير هو زيادة المجال الناتج بشكل كبير.
يمكن تنشيط المغناطيس الذي تم إنشاؤه على هذا النحو وإلغاء تنشيطه حسب الرغبة ، عن طريق فصل الدائرة ببساطة ، بالإضافة إلى حقيقة أن قوة المغناطيس يمكن تعديلها عن طريق تمرير تيار أكثر أو أقل. يطلق عليهم اسم المغناطيس الكهربائي ويمكنك بواسطتهم تحريك الأشياء الثقيلة بسهولة أو فصل المواد المغناطيسية عن المواد غير المغناطيسية.
تمغنط بواسطة ضربة
يمكن مغناطيس قضيب حديدي أو حتى خزانة ملفات معدنية بضربه بالداخل في مجال مغناطيسي. في بعض المناطق ، يكون المجال المغناطيسي للأرض قويًا بدرجة كافية لتحقيق هذا التأثير. يمكن أن يصبح القضيب الحديدي الذي يصطدم بالأرض عموديًا ممغنطًا لأن المجال المغناطيسي للأرض يحتوي على مكون رأسي.
يتم التحقق من المغنطة ببوصلة توضع أعلى الشريط. بالنسبة لخزانة الملفات ، يكفي فتح وإغلاق الأدراج بتصميم كافٍ.
يمكن للضربة أيضًا أن تزيل مغناطيس المغناطيس ، لأنها تدمر ترتيب المجالات المغناطيسية داخل المادة. كما أن للحرارة نفس التأثير.
المغنطة عن طريق التبريد
توجد مواد مثل الحمم البازلتية في باطن الأرض ، والتي عند تبريدها في وجود مجال مغناطيسي ، تحتفظ بمغنطة المجال المذكور. يعد فحص هذه الأنواع من المواد دليلًا على أن المجال المغناطيسي للأرض قد غير اتجاهه منذ نشأة الأرض.
المراجع
- فيغيروا ، د. (2005). السلسلة: فيزياء العلوم والهندسة. المجلد 6. الكهرومغناطيسية. حرره دوغلاس فيغيروا (USB).
- هيويت ، بول. 2012. العلوم الفيزيائية المفاهيمية. 5 عشر. إد بيرسون.
- كيركباتريك ، ل. 2007. الفيزياء: نظرة على العالم. 6 t اختصار التحرير. سينجاج ليرنينج
- Luna، M. هل تعلم أن الذهب يمكن أن يكون مغناطيسًا؟ تم الاسترجاع من: elmundo.es.
- تيليري ، ب. 2012. العلوم الفيزيائية. ماكجرو هيل.