الوسم: المغناطيس

التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

أنواع المغناطيس

مقدمة لأنواع المغناطيس واستخداماته :

أنواع المغناطيس
1- مغناطيس طبيعي يستخرج من الأرض هو المعروف بأكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 ، كما أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس عملاق ، وكذلك الشمس والنجوم الأخرى ومعظم الكواكب. فعطارد والزهرة والمريخ لها مجالات مغنطيسية أضعف من المجال المغنطيسي الأرضي ، أما زحل والمشتري ونبتون وأورانوس فمجالاتها وأغلفتها المغنطيسية أقوى نسبيًا مقارنة بالمجال أو الغلاف المغنطيسي الأرضي .

2- مغناطيس صناعي وهو الذي يقوم بصنعه الإنسان ويتم ذلك بثلاث طرق هي :
( أ ) في المعمل حيث يصهر الحديد ثم يصب في قوالب معرضة لمجال مغناطيسي قوي فتتشكل ثنائيات الأقطاب في الحديد ( حرة الحركة ) بتأثير المجال المغناطيسي ويصبح القالب بعد تجمده عبارة عن قضيب من المغناطيس

( ب ) بالدلك كما يحدث عندما تدلك قطعة من الحديد بقضيب من المغناطيس باتجاه واحد فتنتظم الثنائيات مؤقتا .
( جـ ) المغناطيس الكهربائي : يلف سلك موصل ومعزول حول قضيب من الحديد المطاوع ويمرر التيار الكهربائي في السلك , ( الحديد المطاوع : هو أنقى أنواع الحديد ويتميز بأنه قوي الصلابة ونحصل عليه بتقليل نسبة الكربون في الحديد ، ويتميز بأنه يكتسب المغنطه بسهوله عند غلق الدائرة وسرعان ما يفقدها عند فتح الدائرة ) .

ولعلكم تتساءلون ، كيف تتشكل ثنائيات الأقطاب ، يقول الأستاذ / الفريد في إحدى درره :
تشكل ثنائيات الأقطاب يعود ذلك إلى ميكانيكا الكم و مبدأ اللايقينية ، و سببه وجود إلكترونات غير متزاوجة في مداراتها و عندما نعرضها لمجال مغناطيسي قوي فإننا نؤثر عليها ليكون عزمها المغناطيسي في نفس الاتجاه و تحافظ على ذلك عند تصلبها ، و لكنها تكون مغانط ضعيفة و دائمة .
زيادة توضيح :: الإلكترون له أربعة أعداد كمية : عدد الكم الرئيسي و هو رقم المدار الذي يوجد فيه الإلكترون و عدد الكم الفرعي [ s, p , d, f] و عدد الكم المغزلي و هو دوران الالكترون حول نفسه ( مع عقارب الساعة أم ضدها ) و عدد الكم المغناطيسي ( يصف دوران الالكترون حول النواة ) و ترتبط قيمته بقيمة عدد الكم الفرعي أي بشكل المدار و عدد الكم الرئيسي أي قربه و بعده عن النواه و هل يتحرك في المدار باتجاه عقارب الساعة أم ضدها ..
و حسب قاعدة هُند أنه لا يمكن لإلكترونين لهما نفس أعداد الكم فإذا وجد إلكترونين في نفس المدار فإنها يختلفان في عدد الكم المغناطيسي بحيث أحدهما يلغي الأثر المغناطيسي الناشيء عن حركة الآخر … و لذلك المادة القابلة للتمغنط لابد و أن توجد بها إلكترونات مفردة …
(( الالكترون يعتبر شحنة متحركة و بالتالي ينشأ عنه مجال مغناطيسي ))
ويقول كذلك الأستاذ / إحسان في إحدى درره :
يقصد بثنائيات القطب ليس أقطاب المغناطيس المرئية لنا ، وإنما هي داخل المادة .
نفصل في هذا الموضوع قليلاً :
حركة الإلكترونات حول النواة مدارية ومغزلية ، الحركة المدارية ( الفلكية ) تشبه بحركة تيار كهربائي في حلقة مغلقة من موصل ، أما الحركة المغزلية فهي ( دوران الإلكترون حول نفسه ) تشبه بمغناطيس صغير جداً له عزم مغناطيسي محدود .
في بعض المواد تكون اتجاهات هذه المغنطيسات بحيث تلاشي تأثير بعضها البعض ، ويبقى تأثير الحركة المدارية .
بعض المواد تأخذ هذه المغنطيسات الصغيرة اتجاهاً يكون لمحصلة عزومها
المغناطيسية قيمة .
العزم الكلي للذرة هو محصلة العزوم المغناطيسية الناشئة عن مجموع الحركتين
المدارية والمغزلية .
المادة غير الممغنطة ترتيب الذرات عشوائي يؤدي إلى انعدام العزم المغناطيسي الكلي .
في المواد الفيرومغناطيسية ( كالحديد ) العزم المغناطيسي للذرة الناشئ عن الحركة المغزلية كبير جداً بسبب وجود إلكترون واحد في أكثر من مدار من المدارات الخارجية للذرة .
من خصائص هذه المواد أن الذرات تتجمع في مناطق ( دومينات ) ، وتكون ذرات كل منطقة مرتبة فيما بينها بحيث تكون محصلة عزومها المغناطيسية في اتجاه واحد .
المادة غير الممغنطة يكون توزيع المناطق فيها عشوائي ، بحيث ينعدم العزم المغناطيسي للمادة . عند وضعها في مجال مغناطيسي خارجي فإنه
يرتب جميع هذه المناطق في اتجاهه فيكون العزم المغناطيسي كبيرجداً .
هذه الدومينات هي ما سماه الكتاب بثنائيات القطب .
علماً أني لي ملاحظة على رسمة الكتاب بوضعه ثنائيات كهربائية وليست
ثنائيات مغناطيسية .

تذكير بمعلومات عامة عن المغناطيس :

للمغناطيس قطبين ، الأقطاب المختلفة تتجاذب والأقطاب المتشابهة تتنافر , وسبب ذلك هو وجود كل منهما في مجال الآخر مما يُخضع كل منهما لقوة مغناطيسية تعمل على تحركيه نحو الآخر .

ولا يمكن الحصول على مغناطيس ذي قطب واحد ( لهذا يسمى المغناطيس ثنائي القطب )
أقسام المواد انجذابها للمغناطيس :
تنقسم المواد في انجذابها للمغناطيس إلى قسمين وهي :
1 – مواد مغناطيسية : وهي المواد التي تنجذب للمغناطيس القوي والضعيف مثل الحديد والكوبالت والنيكل .
2 – مواد غير مغناطيسية : وهي المواد التي لا تنجذب إلا للمغناطيس القوي مثل النحاس والألمونيوم .
استخدامات المغناطيس :
1 – بعضها تُلصق بفلزات معينة، مما يجعلها مفيدة في صنع أدوات الربط والمزالج
2 – يتطلب تشغيل الأدوات والأجهزة والقطارات، التي تعمل بالكهرباء، استخدام المغانط، حيث تتكون كل المحركات الكهربائية أساسًا من موصل كهربائي دوار، موضوع بين قطبي مغنطيس ثابت.
3 – تستخدم مغانط ضخمة في تحريك الخُرد الحديدية والفولاذية.
4 – تقوم المغانط بتخزين الأصوات والصور على الشرائط السمعية والبصرية. وتساعد مغانط في الهواتف والراديوهات وأجهزة التلفاز في تغيير النبضات الكهربائية إلى أصوات
5- يستخدم العلماء مغانط قوية للاحتفاظ بالغازات في بحوث الطاقة النووية.
وبعض الأحجار والمعادن والنيازك مغانط طبيعية. والأرض نفسها مغنطيس عملاق، وكذلك الشمس والنجوم الأخرى ومعظم الكواكب. وتحتوي بعض الحشرات والطيور والأسماك على مغانط صغيرة جدًا في أجسامها. ويعتقد علماء الأحياء أن هذه المغانط قد تساعد الحيوانات على استكشاف مساراتها أثناء هجراتها.

منقوول

التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

حجر المغناطيس هو خام الحديد المغناطيس

حجر المغناطيس هو خام الحديد المغناطيس، وهو معدن واسع الانتشار في الطبيعة ومعروف منذ القدم ومكون أولي في الصخور النارية. وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه: الجماهر في معرفة الجواهر فصلا عن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهربا) وهي جذبهما للأشياء، وبين أن المغناطيس يتفوق على العنبر في هذه الصفة، وأشار البيروني إلى أن أكثر خامات المغناطيس موجودة في بلاد الأناضول وكانت تصنع منها المسامير التي تستخدم في صناعة السفن في تلك البلاد، أما الصينيون فكانوا يصنعون سفنهم بضم وربط ألواح الأخشاب إلى بعضها بحبال من ألياف النباتات، ذلك أن هناك جبالا من حجر المغناطيس مغمورة في مياه بحر الصين كانت تنتزع مسامير الحديد من أجسام السفن فتتفكك وتغرق في الماء.

وأشار البيروني إلى رواسب المغناطيس في شرقي أفغانستان وبين أن الأجزاء السطحية من تلك الرواسب ضعيفة المغناطيسية بالمقارنة مع الأجزاء الداخلية منها ، والسبب هو تعرض الأجزاء السطحية من تلك الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق

وبين العلماء المسلمون أن حجر المغناطيس يجذب برادة الحديد حتى لو كان هناك فاصل بينهما، بل إنه يجذب إبرة الحديد إليه، وهذه الإبرة تجذب بدورها إبرة أخرى إذا قربت منها وهكذا حتى لترى إبر الحديد مرتبطة مع بعضها بقوة غير محسوسة. وبجانب القوة الجاذبة للمغناطيس فإن له قوة طاردة أيضا، فإذا وضع مغناطيس فوق ربوة يسكنها النمل، هجرها النمل على الفور. وقد ذكر العلماء المسلمون ومنهم القزويني و شيخ حطين بعض عوامل فقدان المغناطيس لقوته الجاذبة ويكون ذلك إذا دلك بقطعة من الثوم أو البصل، وعندما ينظف المغناطيس من رائحة الثوم أو البصل، ويغمر في دم ماعز وهو دافئ عادت إليه خاصيته.
وبين العلماء المسلمون أن السكين أو السيف يكتسبان صفة المغناطيس إذا حُكا في حجر المغناطيس. ويحتفظ كل من السيف والسكين بخواصه المغناطيسية لفترة طويلة قد تصل إلى قرن من الزمان. ودرسوا الخواص المغناطيسية لحجر المغناطيس في الفراغ ومنهم الرازي الذي كتب رسالة بعنوان : علة جذب حجر المغناطيس للحديد ، وبين التيفاشي أن سبب انجذاب الحديد للمغناطيس هو اتحادهما في الجوهر (أي أن لهما تركيبا كيميائيا واحدا بلغة هذا العصر) . وتحدث العرب عن القوة الجاذبة وأوضحوا أن هناك علاقة بين بعض المعادن وبعضها الآخر فمثلا ذكر شيخ حطين في نخبة الدهر أن الذهب هو مغناطيس الزئبق. ولم يكن غريبا أن ينسج الإنسان في العصور القديمة بعض الأساطير حول حجر المغناطيس.

ومن هذه الأساطير أسطورة التمثال الحديدي المعلق في الفراغ في داخل قبة مصنوعة من حجر المغناطيس في دير الصنم بالهند ، وسبب تعلق هذا التمثال في الفضاء هو انجذابه لقبة المغناطيس وقد عرف سر ذلك حينما زار السلطان محمود بن سبكتين ذلك المعبد واقتلع أحد مرافقي السلطان حجرا من القبة المغناطيسية فاختل توازن التمثال المعلق وهوى إلى أرض القبة .

واستخدم المغناطيس في الطب القديم لإزالة البلغم ومنع التشنج، وأشار الأطباء المسلمون إلى أنه إذا أمسك المريض حجر المغناطيس زالت التقلصات العضلية من أطرافه، وكانوا يستخدمون حجر المغناطيس في تخليص الجسم من قطع الحديد التي تدخل فيه بطريق الخطأ وذلك بإمرار المغناطيس فوق جسم المصاب، وذكروا أن حجر المغناطيس يسكن أوجاع المفاصل والنقرس إذا وضع – بعد دعكه بالخل – فوق مواضع الألم.

التصنيفات
العلوم الكهربائية

الحقل المغناطيسي – المغناطيس الكهربائي

الحقل المغناطيسي – المغناطيس الكهربائي :
1- المغناطيس له قطبان شمالي و جنوبي
2- للأرض حقل مغناطيسي يسبب انحراف الإبرة المغناطيسية الحرة الحركة و يسمى الطرف الذي يتجه للشمال قطب شمالي و القطب الذي يتجه للجنوب قطب جنوبي
3- المغانط ذات الأقطاب المتماثلة تتنافر – شمالي و جنوبي
4- المغانط ذات الأقطاب المتخالفة تتجاذب – شمالي شمالي أو جنوبي جنوبي
5- إن مرور التيار الكهربائي في سلك ناقل يولد حول السلك حقل مغناطيسي يؤثر على الإبرة المغناطيسية
6- تزداد قوة الحقل المغناطيسي الناشئة عن مرور تيار كهربائي طرداً مع التيار
7- يمكن تركيز المغناطيس الكهربائي بواسطة عمل ملفات كهربائية .
8- يمكن زيادة شدة الحقل المغناطيسي للملف الكهربائي بتزويده بنواة حديدية
9- النواة الحديدية قد تكون ذات مواصفات مغناطيسية قاسية حيث تحافظ النواة على مغنطتها بعد زوال التيار الذي أدى إلى المغنطة . و قد تكون النواة الحديدية ذات مواصفات مغناطيسية لينة حيث يزول أثر المغنطة الكهربائية بمجرد قطع التيار الكهربائي
01- تعتمد المحركات الكهربائية بكل أشكالها على القوى الناتجة عن التأثير المتبادل بين المغانط الثابتة أو الكهربائية مع النواقل التي يجري بها التيار الكهربائي (الملف الكهربائي الدوار)
11- إن وجود ناقل ثابت ضمن حقل مغناطيسي متغير (يتزايد أو يتناقص) يؤدي إلى تولد قوة محركة كهربائية بين طرفي السلك . مثلاً إن تحريك مغناطيس بالقرب من سلك معدني يسبب تولد هذ القوة المحركة الكهربائية – مبدأ المولد الكهربائي .
21- و بالعكس فإن حركة ناقل ضمن حقل مغناطيسي ثابت يؤدي إلى تولد قوة محركة كهربائية بين طرفي الناقل . أيضاً مماثل للحالة السابقة .

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .

التصنيفات
العلوم الكهربائية

توليد التيار الكهرباءئي المتنوب:التحريض المغناطيس

-ظاهرة التحريض المغناطيسي
عند تحريك مغناطيس امام وشيعة مركبة في دارة مغلقة يظهر فيها التيار الكهربائي يسمى التيار المحرض
وتسمى هده الظاهرة التحريض المغناطيسي

2-توليد التوتر الكهربائي المتناول
عندما يدور مغناطيس بسرعة تابتة امام وشيعة مركبة بين مربطين راسم التدبدب يظهر بين مربطيهما توتر كهربائي متناول جيبي.
عندما تزداد سرعة دوران مغناطيس يزداد توتر الأقصى

3-مبدا اشتغال منوب الدراجة

يتكون منوب الدراجة العادية من :
-مغناطيس ملتحم باكرة قابلة للدوران(الدوار)
-وشيعة ساكنة (الساكن)
عندما تدور الاكرة بواسطة العجلة يضهر في الوشيعة تيار كهربائي محرض

4-المحول الكهربائي

يتوفر المحول الكهربائي على زوجين من المرابط :
-مربطى الدخول e1 و e2 الدارة الاولية اللدان نطبق بينهما التوتر التنوب الجيبي الدي نريد تغيير قيمته الفعالة
-مربطا الخوروج s1 و s2 الدارة التانوية
عند تغدية محول بتوتر متناوب جيبي فانه يعطي بين مربطي الخروج توتر متناوب جيبيا له نفس التردد التوتر الدخول وتوتر فعال مختلف
يكون المحول خافضا للتوتر ادا كانت قيمة التوتر الفعال بين مربطي الخروج اصغر من قيمة التوتر الفعال المطبق بين مربطي الدخول وفي حالة عكس دالك يكون المحول رافعا للتوتر

خلاصة :
عندما يدور المغناطيس امام وشيعة بسرعة تابتة يضهر بين مربطيهما توتر متناوب جيبي

  1. يمكن المحول من تغيير قيمة فعالة لتوتر متناوب جيبي دون تغيير التردد.

التصنيفات
الفيزياء الكهربية والمغناطيسية

معلومات عن المغناطيس

المغناطيس
حجر المغناطيس هو خام الحديد المغناطيس، وهو معدن واسع الانتشار في الطبيعة ومعروف منذ القدم ومكون أولي في الصخور النارية. وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه: الجماهر في معرفة الجواهر فصلا عن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهرباء) وهي جذبهما للأشياء، وبين أن المغناطيس يتفوق على العنبر في هذه الصفة، وأشار البيروني إلى أن أكثر خامات المغناطيس موجودة في بلاد الأناضول وكانت تصنع منها المسامير التي تستخدم في صناعة السفن في تلك البلاد، أما الصينيون فكانوا يصنعون سفنهم بضم وربط ألواح أخشاب الزيتون إلى بعضها بحبال من ألياف النباتات، ذلك أن هناك جبالا من حجر المغناطيس مغمورة في مياه بحر الصين كانت تنتزع مسامير الحديد من أجسام السفن فتتفكك وتغرق في الماء.

الفرق بين المغانطيس و المواد الأخرى
في المغناطيس تترتب جزيئات المادة في اتجاه واحد و لكن في جزيئات المادة غير المغناطيسية لا تترتب المادة و تكون مبعثرة. المغنطيس بالإنجليزية يسمى magnet

كلام العلماء عن المغناطيس
أشار البيروني إلى رواسب المغناطيس في شرقي أفغانستان وبين أن الأجزاء السطحية من تلك الرواسب ضعيفة المغناطيسية بالمقارنة مع الأجزاء الداخلية منها ، والسبب هو تعرض الأجزاء السطحية من تلك الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق.

وبين العلماء المسلمون أن حجر المغناطيس يجذب برادة الحديد حتى لو كان هناك فاصل بينهما، بل إنه يجذب إبرة الحديد إليه، وهذه الإبرة تجذب بدورها إبرة أخرى إذا قربت منها وهكذا حتى لترى إبر الحديد مرتبطة مع بعضها بقوة غير محسوسة. وبجانب القوة الجاذبة للمغناطيس فإن له قوة طاردة أيضا، فإذا وضع مغناطيس فوق ربوة يسكنها النمل، هجرها النمل على الفور. وقد ذكر العلماء المسلمون ومنهم القزويني و شيخ حطين بعض عوامل فقدان المغناطيس لقوته الجاذبة ويكون ذلك إذا دلك بقطعة من الثوم أو البصل، وعندما ينظف المغناطيس من رائحة الثوم أو البصل، ويغمر في دم ماعز وهو دافئ عادت إليه خاصيته.

وبين العلماء المسلمون أن السكين أو السيف يكتسبان صفة المغناطيس إذا حُكا في حجر المغناطيس. ويحتفظ كل من السيف والسكين بخواصه المغناطيسية لفترة طويلة قد تصل إلى قرن من الزمان. ودرسوا الخواص المغناطيسية لحجر المغناطيس في الفراغ ومنهم الرازي الذي كتب رسالة بعنوان : علة جذب حجر المغناطيس للحديد ، وبين التيفاشي أن سبب انجذاب الحديد للمغناطيس هو اتحادهما في الجوهر (أي أن لهما تركيبا كيميائيا واحدا بلغة هذا العصر) . وتحدث العرب عن القوة الجاذبة وأوضحوا أن هناك علاقة بين بعض المعادن وبعضها الآخر فمثلا ذكر شيخ حطين في نخبة الدهر أن الذهب هو مغناطيس الزئبق. ولم يكن غريبا أن ينسج الإنسان في العصور القديمة بعض الأساطير حول حجر المغناطيس.

واستخدم المغناطيس في الطب القديم لإزالة البلغم ومنع التشنج، وأشار الأطباء المسلمون إلى أنه إذا أمسك المريض حجر المغناطيس زالت التقلصات العضلية من أطرافه، وكانوا يستخدمون حجر المغناطيس في تخليص الجسم من قطع الحديد التي تدخل فيه بطريق الخطأ وذلك بإمرار المغناطيس فوق جسم المصاب، وذكروا أن حجر المغناطيس يسكن أوجاع المفاصل والنقرس إذا وضع – بعد دعكه بالخل – فوق مواضع الألم.