بحث عن المجالات المغناطيسية وما هو المجال المغناطيسي الأرضي
بحث عن المجالات المغناطيسية. سنقدم لكم بحث عن المجالات المغناطيسية حيث أن المجال المغناطيسي هو القوة التي تحيط بمنطقة معينة نتيجة لوجود المغناطيسية. التيار الكهربائي، أو المجال الكهربائي المتغير. يمكن ملاحظة المجالات المغناطيسية، مثل تلك الموجودة في الأرض. عن طريق وضع إبرة البوصلة في هذا المجال، مما يتسبب في تحريك الإبرة نتيجة للتأثير المغناطيسي.
جدول المحتويات
بحث عن المجالات المغناطيسية
تعبر شدة المجال المغناطيسي عن نسبة القوة المغناطيسية اللازمة لإنتاج كثافة معينة من خطوط المجال المغناطيسي في وحدة الطول من المادة. يذكر أن المجال المغناطيسي يعد كمية متجهة. إذ يقاس بالاعتماد على مقدار قوتة واتجاهه.
اتجاه المجال المغناطيسي يمكن معرفته باستخدام قاعدة قبضة اليد اليمنى. يمكن تطبيق هذه الطريقة بقبض اليد اليمنى واستخدام الإبهام كمؤشر لاتجاه التيار. فإذا كان التيار متجه لأعلى فيوجه الإبهام للأعلى وهكذا، بينما تمثل الأصابع المقبوضة اتجاه المجال المغناطيسي.
مقدار شدة المجال المغناطيسي يستخدم قانون يدعى قانون بيوت سافارت لحساب شدة المجال المغناطيسي كمقدار وهو كالآتي:
\[B = \dfrac{(2πr)}{(I × μo)}\]
حيث إن:
- \(B\) : شدة المجال المغناطيسي ويقاس بوحدة تسلا (T).
- \(I\) : شدة التيار الكهربائي المار بالسلك ويقاس بوحدة الأمبير.
- \(μo\) : ثابت النفاذية للوسط ويقاس بوحدة تسلا في متر لكل أمبير (A/T. m)، وتبلغ قيمته في حالة الفراغ \(7 × 10^{-7}\pi\) تسلا في متر لكل أمبير (\(T · m/A\)).
- \(r\) : المسافة العمودية بين النقطة المراد حساب شدة مجالها والسلك، وتقاس بوحدة المتر.
كيف يحدث المجال المغناطيسي؟
عندما تتحرك الجسيمات المشحونة في جسم ما، ويتلاشى هذا المجال عند توقف حركتها. جميع الإلكترونات تمتلك خاصية الزخم الزاوي، وهذا يعني أنها تدور حول محاورها. وعادة ما تكون الإلكترونات في مداراتها على شكل أزواج، تدور كل إلكترون في الزوج باتجاه معاكس للإلكترون الآخر. مما يؤدي إلى إنشاء مجالين مغناطيسيين متعاكسين في الاتجاه.
يمكن خلق مجال مغناطيسي عن طريق تمرير التيار الكهربائي عبر الأسلاك، وفي الكرة الأرضية. يحدث المجال المغناطيسي بفعل حركة المعدن المنصهر في اللب الخارجي للأرض، مما يتسبب في توليد تيارات كهربائية وبالتالي خلق مجال في الكرة الأرضية. مما يؤدي إلى عمل البوصلة المغناطيسية.
اقرأ أيضًا: بحث عن العمل التطوعي وفوائده ومميزاته
تطبيقات على استخدام المجال المغناطيسي
يستخدم المجال المغناطيسي في مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية، ومن بين هذه التطبيقات:
- المحركات: يعتمد مبدأ عمل المحركات على إحداث تغيير في التيار الكهربائي الذي يغذي المحرك، مما ينتج عنه ارتفاع وانخفاض في المجالات المغناطيسية. هذا التغيير يؤدي إلى دفع قلب المحرك من خلال تحريك عمود الدوران، بعض الأمثلة على المحركات تشمل الأبواب ذاتية الفتح. ومحركات السيارات، والمصاعد المتحركة، ومولدات الطاقة الكهرومائية وغيرها.
- التصوير بالرنين المغناطيسي: يعد التصوير بالرنين المغناطيسي من التطبيقات الطبية الهامة للمجال المغناطيسي، يتم وضع المريض داخل أنبوب كبير يتم فيه تنشيط مجال مغناطيسي قوي. مما يؤدي إلى دوران الذرات داخل جسم المريض بترددات دقيقة، تستقبل الترددات الراديوية التي تنبعث عن الذرات في الخلايا. ويقوم جهاز الكمبيوتر بفحصها ومطابقتها مع ترددات محددة، مما ينتج عنه عرض تشخيص ثلاثي الأبعاد.
- القرص الصلب في أجهزة الحواسيب: يستخدم المجال المغناطيسي في عمل الأقراص الصلبة في أجهزة الحواسيب، يتم تجميع المجالات المغناطيسية على القرص الصلب من خلال الإلكترونيات الموجودة في الصندوق. ويستخدم ذلك لعملية القراءة والكتابة.
- الاستخدامات الأخرى: المجال المغناطيسي يستخدم أيضاً في عمل البوصلة، وأجهزة الإنذار. والميكروفونات، ومكبرات الصوت. وأبواق السيارات، والأجراس الكهربائية. ومحركات الأقراص التي تسجل البيانات وتقرأها، بالإضافة إلى أجهزة قياس المجال المغناطيسي وغيرها من التطبيقات.
اقرأ أيضًا: بحث عن المكتبة الرقمية وأهميتها ومزاياها
المجال المغناطيسي الأرضي
المجال المغناطيسي الأرضي يعتبر قوة طبيعية تحدث بين القطبين الشمالي والجنوبي للأرض، وهو موجود بعيدا عن سطح الأرض. يتميز هذا المجال بأنه مجال ثنائي القطب يشبه المغناطيس، حيث يتكون من قطب شمالي وقطب جنوبي يقعان في أقطاب الكرة الأرضية يلاحظ أن هذا المجال متعدد الأبعاد ويحيط بالكرة الأرضية بأكملها.
يكمن أهمية المجال المغناطيسي الأرضي في دوره كمحرك لعدة قوى أساسية وضرورية في الكرة الأرضية، مثل ظاهرة الحمل الحراري والتيار الحلقي والنفاثات الكهربائية الشفقية. وغيرها، يتكون المجال المغناطيسي بفعل تغيرات معينة ويمكن قياسه وحسابه رياضيا باستخدام معادلة رياضية وضعها العلماء.
تظهر تأثيرات هذا المجال المغناطيسي على شكل خطوط مغناطيسية غير مرئية، ويمكن مشاهدة هذا التأثير على الأجسام التي تتعرض لهذا المجال بالإضافة إلى ذلك. يمكن استخدام هذا المجال في العديد من التطبيقات العملية.
