المجال المغناطيسي مقابل قوة المجال المغناطيسي: جوانب وحقائق مختلفة


في هذه المقالة ، سنرى الفرق بين المجال المغناطيسي وقوة المجال المغناطيسي ، وبعض الميزات والحقائق.

يتم إنشاء مجال مغناطيسي بسبب حركة الجسيمات المشحونة ويتم ممارسة قوة الأسر في هذه المنطقة ؛ تعمل شدة المجال المغناطيسي على تكثيف هذا التأثير فقط عن طريق زيادة كثافة التدفق المغناطيسي لكل وحدة طول.

المجال المغناطيسي مقابل قوة المجال المغناطيسي

حقل مغناطيسيقوة المجال المغناطيسي
يُعرف المجال الناتج حول المادة المغناطيسية بسبب حركة الجسيم المشحون باسم المجال المغناطيسي.القوة التي يتم اختبارها لكل وحدة طول للموصل للتدفق المغناطيسي للاختراق من خلال الموصل تسمى قوة المجال المغناطيسي.
المجال المغناطيسي مستقر حول المغناطيس.شدة المجال المغناطيسي تختلف باختلاف المسافة.
حقل مغناطيسي يعتمد على سرعة الجسيم ، والمجال الخارجي ، وشحنة الجسيم.تعتمد شدة المجال المغناطيسي على التدفق المغناطيسي، العزم ثنائي القطب ، القابلية المغناطيسية ، النفاذية ، المغنطة ، وعدد الجسيمات المشحونة.
المجال المغناطيسي هو كمية متجهة لها مقدار واتجاهشدة المجال المغناطيسي هي كمية قياسية لها المقدار فقط وليس لها اتجاه
وحدة SI للمجال المغناطيسي هي Teslaوحدة SI لشدة المجال المغناطيسي هي أمبير لكل متر
وحدة CGS للمجال المغناطيسي هي Gaussوحدة CGS لشدة المجال المغناطيسي هي Oersted

دعونا نفهم عن كثب مفهوم المجال المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي.

في وجود المجال الكهربائي ، تكون الجسيمات المشحونة في حالة متحركة تنتج مجالًا مغناطيسيًا. في منطقة المجال المغناطيسي ، تنبثق القوة المتعامدة مع سرعة الجسيم. في المقابل ، فإن شدة المجال المغناطيسي هي ضغط يتم تجربته في تلك المنطقة اعتمادًا على التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر a طول وحدة المادة.

يمكن تفسير المجال المغناطيسي على أنه خطوط مجال بينما شدة المجال المغناطيسي هي كثافة خطوط المجال المتقاطعة لكل وحدة مساحة مقطعية.

دعونا لا ننسى مثالاً سهلاً لـ قضيب مغناطيسي موضوعة في صينية من رقائق الحديد. نرى أن رقائق الحديد محاذاة بدقة حول شريط المغناطيس لتشكيل الحلقات المغلقة.

المجال المغناطيسي مقابل قوة المجال المغناطيسي
آثار محاذاة رقائق الحديد حول قضيب المغناطيس ،
صورة ائتمانات: comnewsscience

تتحرك الحلقات متحدة المركز التي تحيط بقضيب المغناطيس من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي لقضيب المغناطيس ، وهذا يعني أن أحد الأقطاب جذاب والبديل مثير للاشمئزاز. لكن اتجاه التدفق المتدفق داخل شريط المغناطيس يتم محاذاته في الاتجاه المعاكس. تشكل خطوط المجال المغناطيسي الحلقات المغلقة ولا تتقاطع أبدًا. ومع ذلك ، إذا تداخل ، فإن مسار المجال المغناطيسي ليس فريدًا.

المنطقة المحيطة بقضيب مغناطيسي حيث لوحظ هذا التأثير المغناطيسي هي منطقة مجال مغناطيسي. ستلاحظ أن عددًا أكبر من رقائق الحديد ينجذب نحو المغناطيس في المنطقة المحيطة به ، بينما تقل كثافة خطوط المجال مع زيادة الفجوة بين المغناطيس ونقطة الاعتبار. هذا هو تتضاءل قوة المجال المغناطيسي عندما نبتعد عن المغناطيس ، ومع ذلك ، فإن المجال المغناطيسي مستقر.

العزم المغناطيسي واتجاه المجال المغناطيسي

عندما يتم وضع مادة ذات حساسية مغناطيسية أكبر من الصفر في المجال الكهربائي ، تحاول ثنائيات الأقطاب المغناطيسية محاذاة نفسها في اتجاه المجال. بسبب حركة ثنائيات الأقطاب ، يتم تثبيت المجال المغناطيسي في المادة. سيقرر التحريض الزاوي المغزلي والمداري للإلكترون والبروتونات اتجاه المجال المغناطيسي.

أثناء هذا المحاذاة ، هناك تغيير في تركيز حاملات الشحنة الموجبة والسالبة لكل وحدة حجم من المادة. يتم محاذاة الموجات الحاملة المشحونة في اتجاه الحقل الذي يشكل المستعمرات. كلما زاد عدد الحطام المشحون المحاذاة وفقًا لشدة المجال المغناطيسي ، زادت مغنطة المادة.

قوة المجال المغناطيسي هي القوة المطلوبة للتدفق المغناطيسي لاختراق منطقة المقطع العرضي للمادة مما يجعلها أكثر ممغنطة. ومن ثم تعتمد شدة المجال المغناطيسي بشكل أساسي على المجال المغناطيسي الناتج بسبب حركة الحطام المشحون والمجال الكهربائي المطبق على الموصل وكثافة التدفق المغناطيسي.

قراءة المزيد عن ما الذي ينتج قوة المجال المغناطيسي.

المجال المغناطيسي والشدة في الفضاء الحر والحالة الصلبة

في الفضاء الحر ، يعتمد المجال المغناطيسي خطيًا على شدة المجال المعطى بالعلاقة:

ب = μ0H

حيث B هو المجال المغناطيسي ،

م هي نفاذية الفضاء الحر و

H هو قوة المجال المغناطيسي.

يقال أن المادة أكثر نفاذاً إذا كان هناك عدد أكبر من التدفقات المغناطيسية تخترق المادة. في المادة الصلبة المغناطيسية ، يتم إعطاء نفس الشيء من خلال ناتج النفاذية ومجموع شدة المجال ومغنطة المادة.

ب = μ0(ح + م)

ب = μ0H [1+ (M / H)]

أين هي القابلية للإصابة.

يُعرف إجمالي العزم المغناطيسي المستحث لكل وحدة حجم للمادة بالحساسية ويتناسب عكسياً مع قوة المجال المغناطيسي.

حركة جسيم في مجال مغناطيسي

بالنسبة لجسيم مشحون في مجال كهربائي ، يتم اختبار كل من الكهربية و القوى المغناطيسية، وهو ما يُعرف بالتأثير الكهرومغناطيسي. تمت صياغته على النحو التالي:

نظرًا لأن حركة الجسيم عمودية على اتجاه المجال المغناطيسي المطبق ، فإن القوة الناتجة عن المجال المغناطيسي تعمل كقوة جذب مركزية على الجسيم حيث تعمل القوة دائمًا تجاه المركز وتنتج حركة دائرية عمودية على المجال.

في مجال مغناطيسي موحد ، تظل هذه الحركة الدائرية غير متأثرة وبالتالي تتحرك في حركة حلزونية.

mv2/ r = qvB

B = mv / qr = p / qr

يشير الحل أعلاه إلى أن المجال المغناطيسي يتناسب طرديا مع زخم الجسيم ويتناسب عكسيا مع شحنته ونصف قطر الحلزون.

الكميات العددية والمتجهة

المجال المغناطيسي هو كمية متجهة لها الحجم والاتجاه بينما شدة المجال المغناطيسي هي كمية قياسية لها المقدار فقط وليس لها اتجاه.

مجموع القوى الناتجة تعاني الجسيمات في وجود مجال مغناطيسي قاطع لشدة المجال المغناطيسي. يتم اشتقاق حجم المجال من خلال عدد خطوط التدفق التي تمر عبر كل وحدة مساحة.

وحدة المجال المغناطيسي وقوة المجال المغناطيسي

يقاس المجال المغناطيسي في تسلا ، الذي سمي على اسم العالم المعروف نيكولا تيسلا ، ووحدة CGS هي Gauss. يتم إعطاء تسلا واحد كـ N / mA ، أي القوة المطلوبة لجسيم مشحون لعبور وحدة طول لكل أمبير ؛ وهو نفس ملف الفيض المغناطيسي.

شدة المجال المغناطيسي هي تدفق التيار لكل وحدة طول للموصل ويتم قياسها من حيث Oersted والتي يتم تمثيلها أيضًا على أنها أمبير لكل متر.

الأسئلة المتكررة

ما هو سبب تكوين المجال المغناطيسي للأرض؟

يمنع المجال المغناطيسي للأرض اقتراب الحطام المتأين من الشمس للدخول إلى الغلاف الجوي للأرض مما يمنحه درعًا ، وبالتالي يحمي الغلاف الجوي والوجود على كوكبنا.

يتكون لب الأرض من غالبية الحديد (Fe) وهو معدن مغناطيسي. نظرًا لأن الحمم المنصهرة أكثر كثافة من الصفائح العائمة على الغلاف الموري ، فإن الحمم المنصهرة المكونة من الحديد والنيكل تخترق نحو قلب الأرض. بسبب انزلاق الحديد المصهور ، يتم توليد تيار الحمل الذي ينتج مجالًا مغناطيسيًا.

ما هو نطاق المجال المغناطيسي الناتج في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)؟

تستخدم أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي على نطاق واسع في المستشفى لالتقاط صور لتشريح الأعضاء في جسم الإنسان لأخذ تفاصيل دقيقة.

المجال المغناطيسي الذي تنتجه آلة التصوير بالرنين المغناطيسي في نطاق 0.5 Tesla إلى 2.0 Tesla أي 5000 Gauss - 20,000 Gauss ؛ في حين أن قيمة المجال المغناطيسي للأرض هي فقط 0.5 غاوس.

هل يتغير المجال المغناطيسي للأرض بشكل متكرر؟

من خلال دراسة عينات الصخور واستخدام تقنيات التأريخ الإشعاعي ، من الممكن تحديد وحساب شدة المجال المغناطيسي واتجاه مجال الأرض المتنوع حتى في ملايين السنين الماضية.

نعم ، تتغير شدة المجال المغناطيسي للأرض بشكل متكرر لأن الأنشطة التكتونية الجيولوجية هي السائدة وتشكل القشرة المحيطية جنبًا إلى جنب مع سلسلة التلال الوسطى المحيطية تشير إلى بصمات المجال المغناطيسي خلال ذلك الوقت المحدد على الصخر. تعطي حركة الصفائح على الصهارة المنصهرة فكرة عن قوة المجال المغناطيسي.

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