أنواع المغناطيسات وقوتها

محتويات

• تصنيف المغناطيسات
• المغناطيسات الدائمة: طبيعتها وقوتها
• المغناطيسات المؤقتة: خصائصها واستخداماتها
• المغناطيسات الكهربائية: آلية عملها وتطبيقاتها
• رحلة الاكتشاف: من الحجر المغناطيسي إلى التطبيقات الحديثة
• الخلاصة: قوة الجذب واستخداماته المتنوعة
• المصادر والمراجع

تصنيف المغناطيسات: أنواعها وخصائصها

تُعرف المغناطيسات بأنها أجسام تولد حقلاً مغناطيسيًا، تجذب أو تدفع مواد أخرى. تتكون هذه الأجسام من أقطاب مغناطيسية، دائمًا في أزواج (شمال وجنوب). عندما يُترك مغناطيس حر الحركة، فإنه يتجه نحو الشمال والجنوب الجغرافيين. قوة الجذب بين مغناطيسين تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بينهما. تنقسم المغناطيسات إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

المغناطيسات الدائمة: طبيعتها وقوتها

تتميز المغناطيسات الدائمة (Permanent Magnets) بقدرتها على توليد مجال مغناطيسي ذاتي وبشكل مستمر. تعتمد هذه الخاصية على ترتيب الإلكترونات داخل ذرات المادة، خاصة في المواد الحديدية كالحديد والكوبالت والنيكل. يُعتبر دوران الإلكترون حول النواة مصدر المجال المغناطيسي، حيث يُشكل كل إلكترون مغناطيسًا صغيرًا. في المغناطيسات الدائمة، تتجه هذه المغناطيسات الصغيرة في نفس الاتجاه، مُعززةً المجال المغناطيسي الكلي. تصل قوة أقوى مجال مغناطيسي إلى حوالي 8000 غاوس، وقد تم تطوير أنواع صناعية تتجاوز قوتها 450 ألف غاوس. من أهم أنواع المغناطيسات الدائمة:

• السيراميك أو الفريت (Ferrite)
• مغناطيس ألنيكو (Alnico)
• مغناطيس النيوديميوم (NIB)
• مغناطيس السماريوم والكوبالت (SmCo)

المغناطيسات المؤقتة: خصائصها واستخداماتها

المغناطيسات المؤقتة (Temporary Magnets) تحتفظ بخصائصها المغناطيسية لفترة زمنية قصيرة. تتميز المواد المستخدمة في تصنيعها بقابلية مغنطة منخفضة. الحديد الطري والفولاذ من أشهر هذه المواد. يتحقق التمغنط المؤقت بتوحيد اتجاه الإلكترونات داخل المادة، إما بتقريبها من مغناطيس دائم، أو باستخدام مجال كهربائي. هناك نوعان رئيسيان:

• المغناطيسات المؤقتة الشائعة: مثل المسامير ومشابك الورق، لا تظهر قوتها المغناطيسية إلا عند تقريبها من مغناطيس دائم.
• المغناطيسات الكهربائية المؤقتة: تحتفظ بخصائصها المغناطيسية فقط بوجود تيار كهربائي، وتُستخدم في الأجراس والمحركات.

المغناطيسات الكهربائية: آلية عملها وتطبيقاتها

تُصنع المغناطيسات الكهربائية (Electromagnets) من ملفات أسلاك لولبية ملفوفة حول نواة معدنية ممغنطة، عندما يمر تيار كهربائي عبر هذه الملفات، تُنشئ الإلكترونات مجالًا مغناطيسيًا. يمكن التحكم بقوة هذا المجال بتحكم شدة التيار الكهربائي. عند انقطاع التيار، يختفي المجال المغناطيسي. تُستخدم المغناطيسات الكهربائية في العديد من الأجهزة الإلكترونية والكهربائية التي تحتاج إلى مجال مغناطيسي مؤقت.

رحلة الاكتشاف: من الحجر المغناطيسي إلى التطبيقات الحديثة

توجد المغناطيسات طبيعيًا، عادةً كأكسيد الحديد. يعود أول اكتشاف علمي لها إلى عام 1845، لكن الفيلسوف اليوناني طاليس الملطي درسها في القرن السادس قبل الميلاد. يُعتقد أن اسم “مغناطيس” مشتق من مدينة مغنيسيا في آسيا الصغرى. استخدم الصينيون المغناطيس في البوصلة قبل ظهور المسيحية. اكتشف العالم الفرنسي ماريكورت الأقطاب المغناطيسية عام 1269. أثبت ويليام جيلبرت أن الأرض مغناطيس عملاق. وضع جيمس كلارك ماكسويل العلاقة بين المغناطيسية والكهرباء، واخترع ويليام ستورجون أول مغناطيس كهربائي عام 1826.

الخلاصة: قوة الجذب واستخداماته المتنوعة

المغناطيسات هي أجسام تولد قوى جذب نتيجة حركة الإلكترونات. تتنوع أنواعها بين الدائمة والمؤقتة والكهربائية. تُستخدم في العديد من التطبيقات الطبية، الصناعية، والمنزلية.

المصادر والمراجع