صفات خطوط المجال المغناطيسي

يمكن التعبيرعن المجال المغناطيسي وهو المجال الذي يتم إنتاجه بواسطة المغناطيس أو التيار الكهربائي ويحيط به، وذلك في المنطقة الواقعة تحت تأثير القوة المغناطيسية عبر خطوط تعبّر عن مقداره واتجاهه، وهي تتميز بما يلي:[١]

  1. تبدأ خطوط المجال المغناطيسي دائماً من القطب الشمالي وتنتهي عند القطب الجنوبي خارج المغناطيس.
  2. يكون اتجاه المجال المغناطيسي من القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي داخل المغناطيس نفسه.
  3. لا يمكن لخطوط المجال المعناطيسي أن تتقاطع مع بعضها البعض.
  4. تشكّل خطوط المجال المغناطيسي حلقة مغلقة.
  5. تتدفّق خطوط المجال المغناطيسي جميعها بنفس الاتجاه.
  6. تكون كثافة خطوط المجال المغناطيسي أكبر كلما اقتربنا من القطبين كما تقل كلما ابتعدنا عنه.
  7. تعبّر كثافة خطوط المجال المغناطيسي عن قوته؛ فكلما كانت الخطوط أكثر كثافة كان المجال المغناطيسي أكثر قوة.


يجدر بالذكر هنا أنه يمكن رؤية خطوط المجال المغناطيسي عن طريق تجربة بسيطة باستخدام إبرة البوصلة، وذلك بوضع إبرة البوصلة على قطعة من الورق بالقرب من المغناطيس، وتتبع الاتجاه الذي تشير له البوصلة في أكثر من موضع مختلف، ثم وصل هذه الخطوط معاً لتشكل معاً خطوط المجال المغناطيسي.[١]


تعريف المجال المعناطيسي وكيفية حسابه

ينشأ المجال المغناطيسي (بالإنجليزية: Magnetic field) عندما تكون هناك شحنات كهربائية في حالة حركة مستمرة، نتيجة تحفيز المجالات المغناطيسية من قبل التيار الكهربائي المار عبر الأسلاك؛ حيث تتشكل خطوط المجال المغناطيسي على شكل دوائر حول السلك تمتلك المركز ذاته، ويمكن تحديد اتجاهها عن طريق قاعدة اليد اليمنى.[٢]


يُستخدم المجال المعناطيسي لوصف توزيع القوة المغناطيسية المحيطة بالمغناطيس، ويعتبر كمية متجهة وحدتها هي تسلا (T)، ويساعد المجال المغناطيسي للأرض في حماية طبقة الأوزون من الرياح الشمسية، حيث يشكل المجال المغناطيسي حزماً من الطاقة تمنع طبقة الأوزون من فقدان ثاني أكسيد الكربون.[٢]


وبشكل عام يمكن حساب شدة المجال المغناطيسي المحيط بسلك مستقيم يمر فيه التيار الكهربائي باستخدام المعادلة الآتية:


؛ حيث:[٣]

  • I: التيار الكهربائي.
  • B: شدة المجال المغناطيسي.
  • d: بعد النقطة المراد حساب المجال عندها عن السلك.
  • 𝜇: ثابت يُعرَف باسم (نفاذية الفراغ)، وقيمته= 4π10−7 T⋅m/A.



السؤال:
  • سلك مستقيم يحمل تياراً كهربائياًقيمتهة 5 أمبير، احسب قيمة المجال المغناطيسي عند نقطة تبعد 0.5 م عن السلك؟[٣]
الحل:
  • 𝐵 = 𝜇𝐼\2𝜋𝑑
  • قيمة المجال المغناطيسي = π×0.5×2 ÷ 5×4×π×10−7
  • قيمة المجال المغناطيسي = 10−6×2 تسلا.



نظرة حول صفات وخصائص المغناطيس

يمكن تعريف المغناطيس بأنه المادة القادرة على جذب الحديد، وإنتاج مجال مغناطيسي حولها، ومن أهم الخصائص التي يمتاز بها المغناطيس ما يلي:[٤][٥]

  • خاصية الجذب التي تتمثل بقدرة المغناطيس عل جذب المواد المغناطيسية مثل: الحديد، والكوبالت، والنيكل.
  • خاصية التنافر والتجاذب؛ إذ إن الأقطاب المغناطيسية المتشابهة مع بعضها تتنافر، أما الأقطاب المغناطيسية المختلفة فتجذب بعضها البعض.
  • يشير المغناطيس المعلق بشكل حر في اتجاه الشمال والجنوب دائماً.


المراجع

  1. ^ أ ب "Properties of Magnetic Field Lines", byjus, 2021, Retrieved 13/8/2021. Edited.
  2. ^ أ ب S. Hussain Ather (28/12/2020), "How Do Magnetic Fields Work", sciencing, Retrieved 14/8/2021. Edited.
  3. ^ أ ب "Magnetism and Magnetic Fields", lumenlearning, Retrieved 20/8/2021. Edited.
  4. ↑ "Magnet", www.britannica.com, Retrieved 14-9-2021. Edited.
  5. ↑ "Properties of Magnet: Types, Uses, Applications of Magnet", www.toppr.com, Retrieved 14-9-2021. Edited.