المغناطيس هو جسم أو جهاز يعطي مجال مغناطيسي خارجي، في الأساس ، فإنه يطبق قوة على مسافة على مغناطيسات أخرى ، والتيارات الكهربائية ، أو حزم الشحن ، أو الدوائر ، أو المواد المغناطيسية، ويمكن حتى أن تكون المغناطيسية سببها التيارات الكهربائية، وبينما قد تفكر في مغناطيسات معدنية مثل تلك التي تستخدمها في الفصل ، فهناك العديد من الأنواع المختلفة من المواد المغناطيسية، الحديد هو مادة سهلة الاستخدام، كما تستخدم عناصر أخرى مثل النيوديميوم، والسماريوم في المغناطيس، وتعتبر مغناطيسات النيوديميوم من أقوى أنواع المغناطيس على الأرض .
أنواع المغناطيس المختلفة
هناك العديد من أنواع مختلفة من المغناطيس، المغناطيس الدائم، هو الذي لا يفقد مغناطيسيته أبدا، وهناك مواد في العالم تسمى ferromagnetic ، هذه المواد قادرة على خلق وضبط محاذاة محددة من ذراتها، ومعظم المغناطيسات التي تراها حولك هي من صنع الإنسان، وبما أنها لم تكن مغناطيسية في الأصل ، فإنها تفقد خصائصها المغناطيسية بمرور الوقت، بمعنى أن مغناطيسيتها تضعف عندما تتعرض لظروف مثل تسخينها، أو الدق عليها، وما إلى ذلك .
هناك أيضا مغناطيس الهواء، يتم إنشاء مغناطيسات الهواء عن طريق التيار المتدفق عبر سلك، وهذا التيار ينتج المجال المغناطيسي، ويمكنك إنشاء مغناطيس الهواء عن طريق التفاف أميال من الأسلاك في شكل دونات ( حلقية )، عندما ترسل التيار عبر السلك ، يتم إنشاء حقل مغناطيسي داخل الحلقات، ويستخدم العلماء أحيانًا المغناطيسات الهوائية لدراسة تفاعلات الاندماج .
والمغناطيسات الكهربائية تختلف لأنها تحتوي على مادة حديدية مغنطيسية (عادة ما تكون من الحديد أو الفولاذ) ، تقع داخل ملفات الأسلاك، لذلك تكون المغناطيسات الكهربائية أقوى من مغناطيس الهواء، ويمكن تشغيل المغناطيسية الكهربائية من الداخل والخارج، وكلاهما يعتمدان على تيارات الكهرباء لمنحهما خصائص مغناطيسية، ولا يمكن تشغيلها وإيقاف تشغيلها فحسب ، بل يمكن أيضًا جعلها أقوى بكثير من المغناطيسات العادية، وقد تشاهد مغناطيسًا كهربائيًا يرفع السيارات القديمة عن الأرض .
المواد الكهرومغناطيسية
يمكن تقسيم المواد الكهرومغناطيسية إلى مواد “لينة” مغناطيسية مثل الحديد الملدن ، والتي يمكن أن تكون ممغنطة ولكن لا تميل إلى البقاء ممغنطة ، والمواد “الصلبة” المغناطيسية الدائمة، ويتم تصنيع المغناطيس الدائم من مواد حديدية مغناطيسية “صلبة” مثل النيكو والفريت التي تخضع للمعالجة الخاصة في مجال مغناطيسي قوي أثناء التصنيع ، مما يجعل من الصعب للغاية إزالة المغنطة منها، وتقاس القوة الكلية للمغناطيس من إجمالي التدفق المغناطيسي الذي ينتجه، ويتم قياس القوة المحلية للمغناطيسية في مادة من خلال مغناطيسها .
ويتكون المغنطيس الكهربائي من لفائف من الأسلاك التي تعمل كمغناطيس عند مرور تيار كهربائي عبرها، ولكنها تتوقف عن كونها مغناطيسًا عندما يتوقف التيار، وفي كثير من الأحيان ، يتم لف الملف حول نواة من المواد المغناطيسية “اللينة” مثل الفولاذ المعتدل ، مما يعزز بشكل كبير المجال المغناطيسي الذي ينتج عن الملف .
تاريخ اكتشاف المغناطيس
أقدم وصف ناجح للمغناطيسات هي من اليونان والهند والصين منذ حوالي 2500 عامًا، وتم كتابة خصائص المغناطيس وأوجه انجذابهم للحديد من قبل بليني الأكبر في موسوعته Naturalis Historia، وفي القرنين 12 و 13 الميلاديين ، تم استخدام البوصلات المغناطيسية في الملاحة في الصين وأوروبا وشبه الجزيرة العربية وأماكن أخرى .
والمغناطيس له العديد من الاستخدامات، حيث تعتمد بعض المحركات الكهربائية على مزيج من مغناطيس كهربائي ومغناطيس دائم ، وهي تشبه إلى حد كبير مكبرات الصوت ، وتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، والمولد هو عكس ذلك: فهو يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحريك موصل عبر مجال مغناطيسي، كما تستخدم المستشفيات التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد المشاكل في أعضاء المريض دون إجراء عملية جراحية .
أنواع المغناطيس المختلفة
هناك العديد من أنواع مختلفة من المغناطيس، المغناطيس الدائم، هو الذي لا يفقد مغناطيسيته أبدا، وهناك مواد في العالم تسمى ferromagnetic ، هذه المواد قادرة على خلق وضبط محاذاة محددة من ذراتها، ومعظم المغناطيسات التي تراها حولك هي من صنع الإنسان، وبما أنها لم تكن مغناطيسية في الأصل ، فإنها تفقد خصائصها المغناطيسية بمرور الوقت، بمعنى أن مغناطيسيتها تضعف عندما تتعرض لظروف مثل تسخينها، أو الدق عليها، وما إلى ذلك .
هناك أيضا مغناطيس الهواء، يتم إنشاء مغناطيسات الهواء عن طريق التيار المتدفق عبر سلك، وهذا التيار ينتج المجال المغناطيسي، ويمكنك إنشاء مغناطيس الهواء عن طريق التفاف أميال من الأسلاك في شكل دونات ( حلقية )، عندما ترسل التيار عبر السلك ، يتم إنشاء حقل مغناطيسي داخل الحلقات، ويستخدم العلماء أحيانًا المغناطيسات الهوائية لدراسة تفاعلات الاندماج .
والمغناطيسات الكهربائية تختلف لأنها تحتوي على مادة حديدية مغنطيسية (عادة ما تكون من الحديد أو الفولاذ) ، تقع داخل ملفات الأسلاك، لذلك تكون المغناطيسات الكهربائية أقوى من مغناطيس الهواء، ويمكن تشغيل المغناطيسية الكهربائية من الداخل والخارج، وكلاهما يعتمدان على تيارات الكهرباء لمنحهما خصائص مغناطيسية، ولا يمكن تشغيلها وإيقاف تشغيلها فحسب ، بل يمكن أيضًا جعلها أقوى بكثير من المغناطيسات العادية، وقد تشاهد مغناطيسًا كهربائيًا يرفع السيارات القديمة عن الأرض .
المواد الكهرومغناطيسية
يمكن تقسيم المواد الكهرومغناطيسية إلى مواد “لينة” مغناطيسية مثل الحديد الملدن ، والتي يمكن أن تكون ممغنطة ولكن لا تميل إلى البقاء ممغنطة ، والمواد “الصلبة” المغناطيسية الدائمة، ويتم تصنيع المغناطيس الدائم من مواد حديدية مغناطيسية “صلبة” مثل النيكو والفريت التي تخضع للمعالجة الخاصة في مجال مغناطيسي قوي أثناء التصنيع ، مما يجعل من الصعب للغاية إزالة المغنطة منها، وتقاس القوة الكلية للمغناطيس من إجمالي التدفق المغناطيسي الذي ينتجه، ويتم قياس القوة المحلية للمغناطيسية في مادة من خلال مغناطيسها .
ويتكون المغنطيس الكهربائي من لفائف من الأسلاك التي تعمل كمغناطيس عند مرور تيار كهربائي عبرها، ولكنها تتوقف عن كونها مغناطيسًا عندما يتوقف التيار، وفي كثير من الأحيان ، يتم لف الملف حول نواة من المواد المغناطيسية “اللينة” مثل الفولاذ المعتدل ، مما يعزز بشكل كبير المجال المغناطيسي الذي ينتج عن الملف .
تاريخ اكتشاف المغناطيس
أقدم وصف ناجح للمغناطيسات هي من اليونان والهند والصين منذ حوالي 2500 عامًا، وتم كتابة خصائص المغناطيس وأوجه انجذابهم للحديد من قبل بليني الأكبر في موسوعته Naturalis Historia، وفي القرنين 12 و 13 الميلاديين ، تم استخدام البوصلات المغناطيسية في الملاحة في الصين وأوروبا وشبه الجزيرة العربية وأماكن أخرى .
والمغناطيس له العديد من الاستخدامات، حيث تعتمد بعض المحركات الكهربائية على مزيج من مغناطيس كهربائي ومغناطيس دائم ، وهي تشبه إلى حد كبير مكبرات الصوت ، وتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، والمولد هو عكس ذلك: فهو يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحريك موصل عبر مجال مغناطيسي، كما تستخدم المستشفيات التصوير بالرنين المغناطيسي لتحديد المشاكل في أعضاء المريض دون إجراء عملية جراحية .
