ما هو المغناطيس الكهربائي؟

ما هو المغناطيس الكهربائي؟

المغناطيس كهربائي، هو جهاز يكون من الداخل عبارة عن مادة مغناطيسية محاطة بملف يمر من خلاله تيار كهربائي لمغنطة المادة المغناطيسية، يتم استخدام المغناطيس الكهربائي حينما تكون هناك حاجة إلى مغناطيس يمكن التحكم فيه، كما هو الحال في الأجهزة التي يتم فيها تغيير التدفق المغناطيسي أو عكسه أو تشغيله وإيقافه.

مبدأ عمل المغناطيس الكهربائي

يخلق التيار الكهربائي الذي يسري في سلك مستقيم، مجالًا مغناطيسيًا حوله، عن طريق لف الأسلاك النحاسية حول القلب المغناطيسي (Magnetic core) في اتجاه معين، وعند الرغبة بزيادة الكثافة للمجال المغناطيسي، فيجب القيام بعمل لفات متعددة من الأسلاك النحاسية، مع الانتباه لعدم لف السلك في الاتجاه المعاكس لأن هذا سيلغي تأثير اللف السابق.

تعمل الذرات داخل المادة المعدنية المصنوع منها القلب المغناطيسي التي يتم لف السلك حوله، كمغناطيس طبيعي نظرًا لوجودها في اتجاه عشوائي، حيث تلغي كل ذرة تأثير الأخرى، وتتأثر قوة المجال المغناطيسي بقيمة التيار الذي يمر عبر السلك، ولكن عند نشوء المجال المغناطيسي الناتج من سريات التيار في الملفات، تغير ذرات المادة اتجاهها بمحاذاة المجال المغناطيسي.

يمكن عن طريق إيقاف تدفق التيار، إزالة تأثير المغناطيسية على المادة وفي الأسلاك، كما أن الميزة الأكبر للمغناطيس الكهربائي هي أنه يمكن تغيير الأقطاب عن طريق عكس اتجاهات القطبين، وهذا يعد من المزايا المهمة أثناء بناء المولدات أو المحركات الكهربائية ، يُحدد اتجاه المجال للمغناطيس الكهربائي باستخدام قاعدة اليد اليمنى ، إذ يكون اتجاه الأصابع الأربعة باتجاه التيار ويكون الإبهام باتجاه الشمال للمغناطيس.

مكونات المغناطيس الكهربائي

المكونات الأساسية للمغناطيس الكهربائي هي السلك ومصدر الطاقة، قد يكون مصدر الطاقة تيار متردد (تيار متردد) أو تيار مستمر (تيار مباشر)، كما أن السلك قد يكون بأي شكل، وتعتمد قوة المجال المغناطيسي على عوامل مثل قيمة التيار وعدد الملفات في السلك والمادة المصنوع منها، على سبيل المثال، المغناطيسات الكهربائية المصنوعة من الموصلات الفائقة قوية بما يكفي لرفع قطارات ماجليف التي تستخدم في أجزاء من أوروبا وآسيا.

تطبيقات المغناطيس الكهربائي

تعتبر الكهرومغناطيسية مبدأ أساسي للعمل في العديد من الأجهزة، ويدخل المغناطيس الكهربائي بالعديد من التطبيقات، أهمها:

الأجهزة المنزلية

تستخدم معظم الأجهزة الكهربائية المستخدمة في المنزل الكهرومغناطيسية كمبدأ عمل أساسي، تتضمن بعض استخدامات المغناطيس الكهربائي في المنزل المروحة الكهربائية، وجرس الباب الكهربائي، والأقفال المغناطيسية، وما إلى ذلك، مثلًا في المروحة الكهربائية، يحافظ الحث الكهرومغناطيسي على دوران المحرك وتشغيل شفرة المروحة للدوران، أيضًا في جرس الباب الكهربائي عند الضغط على الزر، نظرًا للقوى الكهرومغناطيسية، يتم تنشيط الملف ويصدر صوت الجرس.

المجال الطبي

تدخل المغناطيسات الكهربائية أيضًا في المجال الطبي، إذ يعد فحص التصوير ب جهاز الرنين المغناطيسي ، وهو جهاز يستخدم المغناطيسات الكهربائية، ويعمل على مسح جميع التفاصيل الدقيقة في جسم الإنسان بمساعدة الكهرومغناطيسية.

أجهزة تخزين الذاكرة وأجهزة الكمبيوتر

يتم تخزين البيانات الموجودة في أدوات الكتب الإلكترونية والهواتف بالتنسيق الكهرومغناطيسي، كما تحتوي أجهزة الكمبيوتر أيضًا على شريط مغناطيسي يعمل على مبدأ الكهرومغناطيسية، حتى في السابق كان للمغناطيسات الكهربائية دور كبير في تخزين البيانات.

أجهزة الاتصال ودوائر الطاقة

بدون المغناطيسات الكهربائية، لا يمكن أن تتشكل الهواتف المحمولة والهواتف التي يتم استخدامها لإجراء مكالمات هاتفية عبر مسافة طويلة، إذ تجعل النبضات الكهرومغناطيسية وتفاعل الإشارات الهواتف المحمولة والهواتف سهلة الاستخدام للغاية.

الفرق بين المغناطيس الكهربائي والمغناطيس العادي

يعمل المغناطيس الكهربائي بنفس الطريقة التي يعمل بها المغناطيس العادي، إذ لديه قطب شمالي وآخر جنوبي، وينطبق عليه نفس القوانين، على سبيل المثال، تتنافر أقطاب المغناطيس الكهربائي الشمالية مع الأقطاب الشمالية للمغناطيسات الأخرى ولكنها تجذب الأقطاب الجنوبية، ولكن على عكس المغناطيسات العادية، يتم تصنيعها بحيث يكون مجالها المغناطيسي غير دائم، لذلك يتلاشى عند انقطاع الكهرباء، كما أن المغناطيس الكهربائي قادر على عكس قطبيه الشمالي والجنوبي، وهي ميزة يفتقر إليها المغناطيس العادي.