استكشاف المغناطيس: فهم تنوعها وخصائصها

المغناطيس في كل مكان حولنا ، ويستخدم في العديد من التطبيقات والتقنيات المختلفة. تركز هذه المقالة على أساسيات المغناطيس ، بما في ذلك الأنواع المختلفة وما تفعله.

مفهوم المغناطيس

المغناطيس هو جسم يولد مجالا مغناطيسيا ويجذب مغناطيسات أخرى. هناك طريقتان رئيسيتان لتصنيفها: من خلال تكوينها أو من خلال مدى سهولة تحويلها إلى مغناطيس (خصائصها المغناطيسية). تحتوي أي مادة على مغناطيسات صغيرة بداخلها تأتي من إلكترونات ذراتها التي تدور حولها. في بعض الأحيان تتماشى هذه مع بعضها البعض لدرجة أن بعض المواد تبدو وكأنها مغناطيس واحد كبير بدلا من العديد من المواد الصغيرة!

مغناطيس دائم

دائممغناطيساتحافظ على مغناطيسيتها لفترة طويلة. إنها مصنوعة من الحديد أو النيكل أو الكوبالت - أو مجموعات من هذه المعادن مثل السبائك. ربما تكون قد رأيت مغناطيسات دائمة في مكبرات الصوت والمحركات ولكن يمكن العثور عليها أيضا في مكان آخر مثل أبواب الثلاجة التي تلتصق بالإغلاق بسبب وجود شريط مغناطيسي على الحافة الداخلية. يعمل مكبر الصوت عن طريق جعل تدفق التيار الكهربائي عبر الأسلاك الملفوفة حوله. هذا يخلق مجالات مغناطيسية تتفاعل مع تلك التي تم إنشاؤها بواسطة جزء آخر يسمى الملف الصوتي - عندما تجذب هاتان المجموعتان أو تتنافر من بعضهما البعض ، يتم إنتاج موجات صوتية! يستخدم المحرك كلا من المغناطيس الدائم والمغناطيس الكهربائي لخلق قوة دوران تجعل الأشياء تدور بشكل دائري.

المغناطيس

يعمل المغناطيس الكهربائي فقط عندما تمر الكهرباء من خلاله. كلما زاد عدد لفات الأسلاك حول المغناطيس الكهربائي ، كلما كان سحبها أقوى - ولكن إذا تدفق الكثير من التيار ، فلن يتبقى أي شيء على الإطلاق! تستخدم المغناطيس الكهربائي في الكثير من الأشياء الكهربائية مثل المحركات والمولدات لأنه يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها بسرعة كبيرة اعتمادا على ما تريد منهم القيام به. على سبيل المثال: في المحرك الكهربائي ، يدور الدوار لأنه محاط بملفات تصبح مغناطيسية عند تنشيطها ؛ بينما في المولد يتم عكس هذه العملية مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات الطاقة.

مغناطيس مؤقت

المغناطيس المؤقت هو مادة تصبح مغناطيسية في وجود مغناطيس آخر ، لكنها تفقد مغناطيسيتها عند إزالتها من المجال. بعض الأمثلة هي الحديد الناعم والصلب. تستخدم هذه المواد في رؤوس وأجهزة استشعار أجهزة التخزين المغناطيسية مثل الأشرطة. تستخدم الأشرطة مغناطيسات مؤقتة لتسجيل المعلومات وقراءتها. بينما تكتشف المستشعرات التغيرات في المجالات المغناطيسية باستخدام مغناطيسات مؤقتة.

مغناطيس مصنف حسب الشكل

هناك العديد من الأشكال المختلفة للمغناطيس - مغناطيس القضيب أو حدوة الحصان أو القرص لها خصائصها الخاصة التي تجعلها مفيدة لأشياء مختلفة. على سبيل المثال: تحتاج البوصلات إلى مجالات مغناطيسية قوية ، لذا فهي عادة ما تستخدم مجالات على شكل حدوة حصان بدلا من المجالات على شكل شريط. تعتبر الحانات جيدة للتدريس لأنها سهلة الفهم وسهلة التعامل معها.

تطبيقات المغناطيس

تستخدم المغناطيس في الكثير من الأشياء المختلفة عبر العديد من المناطق المختلفة أيضا! يمكنهم تحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية (محركات) أو العكس (مولدات). في التصوير الطبي ، تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي مجالات مغناطيسية قوية جنبا إلى جنب مع موجات الراديو وأجهزة الكمبيوتر لإنشاء صور مفصلة داخل جسمك - إنه مثل التقاط صور بضوء غير مرئي! تجد المغناطيس أيضا تطبيقا واسعا في تخزين البيانات وتكنولوجيا الاتصالات وحماية البيئة وما إلى ذلك.

الاختراقات في تكنولوجيا المغناطيس مستمرة وقد أدى ذلك إلى مجموعة من الابتكارات في مختلف المجالات. على سبيل المثال ، يمكن أن يشهد التقدم المحرز في علوم المواد وكذلك طرق التصنيع إنتاج مغناطيسات أقوى يمكن استخدامها في توليد الطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح أو الحوسبة الكمومية وغيرها. علاوة على ذلك ، نظرا لتقدم الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا النانو ، هناك توقعات كبيرة بتحقيق المزيد من التطبيقات متعددة التخصصات من خلال تقنية المغناطيس مثل أنظمة الرفع المغناطيسي الذكية أو المواد النانوية.

لا توجد كلمات يمكن أن تصف مدى أهمية المغناطيس في مجتمعنا اليوم. يتم استخدامها من المحركات الكهربائية وصولا إلى آلات التصوير الطبي. تهدف هذه المقالة إلى جعلك على دراية بأنواع أو فئات مختلفة من المغناطيس جنبا إلى جنب مع استخداماتها بحيث في المرة القادمة عندما تصادف واحدة ، خذ وقتك وفحصها عن كثب. نأمل في مزيد من التطوير والاكتشاف في مجال التقنيات المغناطيسية للمضي قدما.