المغناطيسية هي قوة طبيعية تسمح للمغناطيس بالتفاعل مع مغناطيسات أخرى ومعادن معينة عن بعد. يحتوي كل مغناطيس على قطبين ، يسميان القطبين "الشمالي" و "الجنوبي". مثل الأقطاب المغناطيسية تدفع بعضها البعض بعيدًا وتقترب الأقطاب المختلفة من بعضها البعض. جميع المغناطيسات تجذب معادن معينة إليها. هنالك اثنان أنواع المغناطيس. هناك مغناطيسات تحدث بشكل طبيعي و مغناطيس مصنوع من الأجزاء الكهربائية ، تسمى "المغناطيسات الكهربائية".
الربط بين الكهرباء والمغناطيسية
الكهرباء والمغناطيسية ، على الرغم من أنهما يبدو أنهما قوتان منفصلتان ، إلا أنهما مترابطتان بشكل وثيق. اكتشف الفيزيائي مايكل فاراداي قانون الحث الكهرومغناطيسي ، الذي اكتشفه الفيزيائي مايكل فاراداي في القرن التاسع عشر ، أن الشحنات الكهربائية المتحركة تخلق مجالات مغناطيسية. هذا هو الأساس لوجود مغناطيس طبيعي ومغناطيس كهربائي من صنع الإنسان ، وفقًا لكريستين كوين من المختبر الوطني للحقل المغناطيسي العالي.
مغناطيس طبيعي
مع المغناطيسات التي تحدث بشكل طبيعي ، يتم توليد تيار الشحنات الكهربائية المتحركة التي تخلق المجال المغناطيسي داخل مادة المغناطيس. الذرات ، الجسيمات الدقيقة التي تشكل جميع الأجسام المادية ، تتكون من إلكترونات مشحونة تدور حول الجسيمات النووية. نظرًا لأن الإلكترونات تتحرك باستمرار حول النواة ، فإنها تخلق باستمرار مجالات مغناطيسية.
لماذا يحتوي المغناطيس الطبيعي على مجالات مغناطيسية
في معظم المواد ، يشير القطبان الشمالي والجنوبي لهذه المغناطيسات الذرية الصغيرة في كل اتجاه. هذا يجعل تأثيرات كل منها تلغي بعضها البعض ، وتترك المادة غير مغناطيسية. في بعض المواد ، معظمها من المعادن ، تصطف هذه المغناطيسات الصغيرة وتجعل الجسم بأكمله ممغنطًا.
أجزاء المغناطيس الكهربائي
المغناطيس الكهربائي هو جهاز مكون من ثلاثة أجزاء بسيطة. يتم لف ملف من الأسلاك حول قلب من المعدن ، وعادة ما يكون من الحديد. يتم توصيل بطارية أو مصدر طاقة آخر بملف السلك. السلك رقيق جدًا بشكل عام ومعزول بالمينا ، للحفاظ على الحجم أقل.
كيف تعمل المغناطيسات الكهربائية
عندما يتم تطبيق الجهد على الملف ، يبدأ تيار كهربائي في التدفق خلاله. يؤدي هذا إلى تكوين مجال مغناطيسي حول السلك. يجبر شكل الملف المجال المغناطيسي للتيار على تكوين خاص. تصطف جميع حقول كل حلقة من الملف بحيث يكون التأثير هو تأثير مغناطيس قضيب طبيعي. أحد طرفي الملف هو القطب الشمالي والطرف الآخر هو القطب الجنوبي. يعزز قلب الحديد مجال السلك ، مما يجعل المغناطيس الكهربائي أقوى.
بالمقارنة
من نواح كثيرة ، المغناطيس الطبيعي والمغناطيس الكهربائي متماثلان. كلاهما كائنات تولد مجالات مغناطيسية كبيرة من التيارات الكهربائية. كلاهما له قطب شمالي وجنوبي. ومع ذلك ، يمكن للمغناطيس الكهربائي أن يغير قوته (عن طريق تغيير تياره) ولا يمكن للمغناطيس الطبيعي. يمكن للمغناطيس الكهربائي تبديل أقطابه (عن طريق عكس جهده) بينما لا يستطيع المغناطيس الطبيعي ذلك. يتم إنشاء مجال المغناطيس الطبيعي بواسطة العديد من التيارات المجهرية. يتم إنشاء مجال المغناطيس الكهربائي بواسطة تيار واحد واسع النطاق.