هل يتغير المجال المغناطيسي: 9 حقائق مهمة


يعتمد المجال المغناطيسي على عدد خطوط التدفق التي تخترق الوسط ونفاذية الوسط وعدد الشحنات الحرة المتحركة.

يتم أخذ العديد من العوامل في الاعتبار للاختلاف في المجال المغناطيسي اعتمادًا على أسباب تكوين المجال. يتغير اتجاه المجال إذا كان هناك اختلاف في قوة وحجم المجال المغناطيسي.

كيف يتغير المجال المغناطيسي؟

يتناقص المجال المغناطيسي مع زيادة المسافة ، مثل القوة الكهروستاتيكية ، وبالتالي يتغير المجال المغناطيسي مع المسافة.

يتغير المجال المغناطيسي مع الكثافة المتغيرة للتدفق المغناطيسي الذي يخترق المادة. في الدائرة الكهربائية ، سيتغير المجال المغناطيسي إذا تغير تدفق التيار عبر الموصل.

ينتج عن انجراف الشحنات على السطح الموصل لجسم ما تدفق التيار ، ومحاذاة التدفق المغناطيسي. هذا يوجه تدفق التدفق المغناطيسي خلاله ، وبالتالي يقوي شدة المجال المغناطيسي. يتم إنتاج emf المستحث بسبب المجال المغناطيسي المتقلب.

متى يتغير المجال المغناطيسي؟

اعتمادًا على نوع المجال والعوامل المسؤولة عن تكوين المجال المغناطيسي ، سيتم التحكم في التباين في المجال المغناطيسي.

يتناسب المجال المغناطيسي طرديًا مع التدفق المغناطيسي ، وسرعة الجسيم المشحون وشحنته ، والزاوية التي يصنعها التدفق المغناطيسي مع الموصل الطبيعي. الاختلاف الطفيف في هذه العوامل سيغير المجال المغناطيسي.

يعتمد المجال المغناطيسي من خلال المادة أيضًا على نفاذية المادة التي يخترق التدفق المغناطيسي من خلالها. يزداد التدفق المغناطيسي أيضًا إذا زادت مساحة السطح الموصل ؛ وبالتالي ، تنخفض شدة المجال المغناطيسي.

لماذا يتغير المجال المغناطيسي؟

المجال المغناطيسي ثابت على طول الحلقة. هذه الحلقات موازية لبعضها البعض ولكنها تلتقي عند القطبين ، حيث تكون شدة المجال المغناطيسي هي الحد الأقصى.

تظهر خطوط التدفق المغناطيسي من أحد الأقطاب وتدخل من خلال آخر. وبالتالي يكون التدفق المغناطيسي عبر هذه المنطقة أكثر عددًا. تزداد المسافة بين خطوط التدفق هذه مع استمرار ارتفاع المسافة بين المادة الممغنطة.

يتم تحسين المجال المغناطيسي وقوته بواسطة ثنائيات الأقطاب الموجودة في المادة. إذا زادت درجة حرارة الموصل ، فإن الخاصية المغناطيسية للمادة ستتغير ، وبالتالي تغيير المجال المغناطيسي.

ينتج عن تدفق الشحنات وانجرافها المجال الكهرومغناطيسي. يعتمد المجال المغناطيسي عبر الملف على عدد لفات الملف ، والتيار المتدفق عبر الملف ومنطقة الموصل. إذا تغير التيار في الملف ، فسيتم إعداد emf المستحث في الملف ، وبالتالي تغيير المجال المغناطيسي.

كم مرة يتغير المجال المغناطيسي؟

يتغير المجال المغناطيسي من خلال المواد الموصلة عندما يكون هناك اختلاف في التيار المتدفق عبر الموصل.

معدل التغيير في المجال المغناطيسي غير ثابت. حسنًا ، يمكن أن يختلف في أي وقت اعتمادًا على العوامل التي تؤثر على المجال المغناطيسي وخصائص المادة الممغنطة.

يتم إنتاج المجال المغناطيسي حول حامل الشحنة بسبب القوة الكهرومغناطيسية الناتجة. يساوي emf المستحث في موصل التغيير في التدفق المغناطيسي المتدفق عبر المادة.

هل يظل المجال المغناطيسي للأرض دون تغيير؟

المجال المغناطيسي للأرض ليس ثابتًا ، ربما يتغير 10 مرات على الأقل في كل مليون سنة.

يرجع الاختلاف في المجال المغناطيسي إلى ضعف القوة المغناطيسية عند القطبين. يرتبط هذا بحركة الحمم المنصهرة في الغلاف الموري للأرض.

يرجع سبب المجال المغناطيسي للأرض إلى المحتوى الكبير للحديد المغنطيسي الحديدي المتراكم في مركز الأرض ، وهو قلب الأرض. تنشأ خطوط المجال المغناطيسي من أحد أقطاب الأرض وتدخل القطب الآخر مكونة دوائر متحدة المركز لخطوط التدفق المغناطيسي التي تعمل بالتوازي مع بعضها البعض.

هل يتغير المجال المغناطيسي
المجال المغناطيسي للأرض هو كمية متجهة ؛ حقوق الصورة: Pixabay

بسبب المجال المغناطيسي ، فإن التسارع الناتج عن جاذبية الجسم عند القطبين هو الحد الأقصى مقارنة بأي مكان آخر على الأرض. حسنًا ، يرجع الاختلاف في المجال المغناطيسي إلى حركة المادة في الغلاف الموري.

علاوة على ذلك ، فإن الأيونات المتحركة في الصهارة المنصهرة تحفز تيار الدوامة مما يؤدي إلى تكوين المجال المغناطيسي حولها. هذا التأثير ينقل نسبيًا الأقطاب المغناطيسية وهو مسؤول عن إضعاف القوة المغناطيسية عند القطبين ، وبالتالي تحويل الأقطاب المغناطيسية للأرض.

ماذا يحدث عندما يتغير المجال المغناطيسي؟

عندما يتغير المجال المغناطيسي في الموصل ، يتم إحداث emf والتيار في الموصل.

مع التغيير الحتمي في المجال المغناطيسي ، تختلف أيضًا حركة الشحنات وسرعة انجرافها. أيضًا ، سيؤدي الاختلاف في المجال المغناطيسي إلى تغيير عدد التدفق المغناطيسي عبر المادة ، وقد يتغير أيضًا اتجاه المجال.

تشكل خطوط التدفق المغناطيسي التي تدور حول الأرض الغلاف المغناطيسي يساعد على عكس الإشعاع الحادث على الغلاف الجوي للكوكب. لنفترض أن قوة المجال المغناطيسي للكوكب تضعف ، فإن الكوكب سيكون أكثر عرضة للإشعاع الشمسي ، وسيزداد معدل النشاط الإشعاعي لجميع العناصر.

مع تغير المجال المغناطيسي للأرض ، يختلف تأثير المجال المغناطيسي على الكواكب وقوة المجال المغناطيسي لكل جزء من أجزاء الأرض. مع تغير المجال المغناطيسي للأرض ، تتغير أيضًا سرعة دوران الأرض وثورةها.

مع المجالات المغناطيسية المتغيرة والتغير المستمر في اتجاه المجال المغناطيسي ، يمكن أيضًا ملاحظة الانعكاس المغناطيسي للكوكب.

هل يمكن أن يغير المجال المغناطيسي اتجاهه؟

المجال المغناطيسي عبارة عن كمية متجهية ، ويتغير اتجاهها بمرور الوقت مع ضعف شدة المجال المغناطيسي.

يختلف اتجاه المجال المغناطيسي إذا كان هناك تذبذب في ثنائيات الأقطاب المغناطيسية في المادة. وبالتالي قد يختلف اتجاه تدفق التيار. ينتج عن هذا التباين في اتجاه المجال المغناطيسي.

المجال المغناطيسي عمودي على تدفق التيار والقوة المغناطيسية ، وهي حاصل ضرب المجال المغناطيسي والتيار. دائمًا ما يكون اتجاه المجال المغناطيسي عموديًا على إزاحة الشحنات.

تُستخدم قاعدة اليد اليمنى أيضًا لفهم اتجاه المجال المغناطيسي في أي سيناريو. سوف يتغير المغناطيس مع تغير تدفق التيار في الموصل.

ما مقدار واتجاه المجال المغناطيسي عند نقطة تبعد 5 سم عن السلك الحامل للتيار إذا كان التيار في السلك 1.5 أ؟

معطى: التيار في السلك هو I = 1.5 A.

المسافة بين السلك الحامل للتيار والنقطة هي r = 5 cm = 0.05 m.

تتم كتابة الصيغة لحساب المجال المغناطيسي بسبب السلك الحامل الحالي على النحو التالي ،

ب = μ0/ 2πr

هنا ، B هو مجال مغناطيسي ، μ0 هي نفاذية الوسيط.

باستبدال القيم في هذه الصيغة ، نحصل على:

ومن ثم ، فإن المجال المغناطيسي عند نقطة تبعد 0.05 سم عن سلك الحمل الحالي هو 0.60 * 10-5T وهو في الاتجاه العمودي للتيار الذي هو باتجاه النقطة.

ما هو المجال المغناطيسي في الملف اللولبي الذي يبلغ طوله 15 سم والذي يحتوي على 300 عدد لفات ملف ملفوف حوله والتيار المتدفق عبر الملف اللولبي هو 3 أ؟

معطى: طول الملف اللولبي ، l = 15 cm = 0.15 m

عدد لفات الملف حول الملف اللولبي ، N = 300

التيار في الملف هو ، I = 3 A.

يتم إعطاء صيغة حساب المجال المغناطيسي في الملف اللولبي على النحو التالي ،

ب = μ0NI / أنا

هنا ، μ0 هي نفاذية الوسيط.

باستبدال القيم في هذه الصيغة ، نحصل على:

ومن ثم ، فإن المجال المغناطيسي في الملف اللولبي هو 3.8 * 10-3.

في الختام

يتغير المجال المغناطيسي وكذلك اتجاهه. يعتمد اتجاه المجال على سرعة الانجراف وحركة الشحنات. يرجع العامل المسؤول عن التباين في المجال المغناطيسي عمومًا إلى ضعف القوة المغناطيسية.

أكشيتا ماباري

مرحبًا ، أنا أكشيتا ماباري. لقد حصلت على ماجستير. في الفيزياء. لقد عملت في مشاريع مثل النمذجة العددية للرياح والأمواج أثناء الإعصار ، وفيزياء اللعب وآلات التشويق الآلية في مدينة الملاهي على أساس الميكانيكا الكلاسيكية. لقد تابعت دورة تدريبية حول Arduino وأنجزت بعض المشاريع الصغيرة على Arduino UNO. أحب دائمًا استكشاف مناطق جديدة في مجال العلوم. أنا شخصياً أعتقد أن التعلم يكون أكثر حماساً عندما يتعلم بالإبداع. بصرف النظر عن هذا ، أحب القراءة ، والسفر ، والعزف على الجيتار ، وتحديد الصخور والطبقات ، والتصوير ، ولعب الشطرنج. اتصل بي على LinkedIn - LinkedIn.com/in/akshita-mapari-b38a68122

آخر المقالات