استكشاف المغناطيس: فهم تنوعها وخواصها
المغناطيسات موجودة في كل مكان حولنا، وتستخدم في العديد من التطبيقات والتكنولوجيات المختلفة. هذه المقالة تركز على أساسيات المغناطيسات، بما في ذلك الأنواع المختلفة وما تفعله.
مفهوم المغناطيس
المغناطيس هو كائن يخلق مجالا مغناطيسيا ويجذب مغناطيسات أخرى. هناك طريقتان رئيسيتان لتصنيفها: من خلال تكوينها أو من خلال مدى سهولة تحويلها إلى مغناطيس (خصائصها المغناطيسية). أي مادة لديها مغناطيسات صغيرة بداخلها تأتي من ذراتها - الإلكترونات التي تدور حولها - أحياناً هذه تتماشى مع بعضها البعض بحيث تبدو بعض المواد كغناطيس واحد كبير بدلاً من العديد من المغناطيس الصغيرة!
المغناطيس الدائم
دائم المغناطيسات يحافظون على مغناطيسيتهم لفترة طويلة وهي مصنوعة من الحديد أو النيكل أو الكوبالت أو مزيج من هذه المعادن مثل السبائك. ربما رأيت مغناطيسات دائمة في مكبرات الصوت والمحركات ولكن يمكن العثور عليها أيضا في أماكن أخرى مثل أبواب الثلاجة التي تلتصق مغلقة لأن هناك شريط مغناطيسي على الحافة الداخلية. يعمل مكبر الصوت عن طريق جعل التيار الكهربائي يتدفق من خلال الأسلاك الملفوفة حوله. وهذا يخلق حقول مغناطيسية تتفاعل مع تلك التي تم إنشاؤها من قبل جزء آخر يسمى لفائف الصوت عندما تجذب هذه المجموعتين أو ترفع بعضها البعض يتم إن يستخدم المحرك كل من المغناطيس الدائم والكهرومغناطيس لخلق قوة دوران تجعل الأشياء تدور.
مغناطيس كهربائي
المغناطيس الكهربائي يعمل فقط عندما يمر الكهرباء من خلاله كلما زادت حركة الأسلاك حول المغناطيس الكهربائي كلما زاد قوة سحبها لكن إذا تدفق الكثير من التيار تستخدم المغناطيسات الكهربائية في الكثير من الأشياء الكهربائية مثل المحركات والمولدات لأنها يمكن أن تشغل أو تطفئ بسرعة كبيرة على سبيل المثال: في المحرك الكهربائي، يدور الدوار لأنه محاط بملفات تصبح مغناطيسية عند تشغيل الطاقة؛ في حين أن هذه العملية في مولد عكسها مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الطاقة.
مغناطيس مؤقت
المغناطيس المؤقت هو مادة تصبح مغناطيسية في وجود مغناطيس آخر، ولكنها تفقد مغناطيسيتها عند إزالتها من الحقل. بعض الأمثلة هي الحديد والصلب اللين؛ وتستخدم هذه المواد في رؤوس وأجهزة الاستشعار لأجهزة التخزين المغناطيسية مثل الأشرطة. تستخدم الأشرطة مغناطيسات مؤقتة لتسجيل وقراءة المعلومات؛ في حين أن أجهزة الاستشعار تكتشف التغيرات في الحقول المغناطيسية باستخدام مغناطيسات مؤقتة.
مغناطيسات تصنف حسب الشكل
هناك العديد من الأشكال المختلفة للمغناطيسات قضيب، حدوة الحصان أو أقراص المغناطيسات كل لديهم خصائص خاصة خاصة بها مما يجعلها مفيدة لأشياء مختلفة. على سبيل المثال: البوصلات تحتاج إلى حقول مغناطيسية قوية لذلك عادة ما تستخدم تلك على شكل حدوة الحصان بدلاً من تلك على شكل قضيب. القضبان جيدة للتدريس لأنها بسيطة الفهم وسهلة التعامل معها.
تطبيقات المغناطيس
المغناطيسات تستخدم في أشياء مختلفة في العديد من المجالات المختلفة أيضاً يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية (محركات) أو العكس (مولدات). في التصوير الطبي، تستخدم أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي مجالات مغناطيسية قوية مع موجات الراديو والحواسيب لإنشاء صور مفصلة داخل جسمك إنه مثل التقاط صور بالضوء غير المرئي! المغناطيسات تجد أيضا تطبيق واسع في تخزين البيانات، وتكنولوجيا الاتصالات، وحماية البيئة الخ.
إن الاختراقات في تكنولوجيا المغناطيس مستمرة وقد أدت إلى مجموعة من الابتكارات في مختلف المجالات؛ على سبيل المثال، قد يرى التقدم المحرز في علوم المواد وكذلك طرق التصنيع إنتاج مغناطيسات أقوى يمكن استخدامها في توليد الطاقة المتجددة مثل تور علاوة على ذلك، وبسبب تقدم الذكاء الاصطناعي والتكنولوجيا النانوية، هناك توقعات عالية بأن تطبيقات أكثر متعددة التخصصات ستحقق من خلال تكنولوجيا المغناطيس مثل أنظمة التنقل المغناطيسي الذكية أو المواد المغناطيسية الن
لا توجد كلمات يمكن أن تصف مدى أهمية المغناطيسات في مجتمعنا اليوم؛ فهي تستخدم من المحركات الكهربائية وصولاً إلى آلات التصوير الطبية. تهدف هذه المقالة إلى جعلك على دراية بأنواع أو فئات مختلفة من المغناطيسات مع استخداماتها حتى في المرة القادمة التي تواجه فيها واحدة، تأخذ وقتك وتفحصها عن كثب. نأمل في مزيد من التطور والاكتشافات في مجال التكنولوجيات المغناطيسية في المضي قدماً.
